Меню

Как проверить опасность поражения током

Удар током: первая помощь, последствия после поражения электрическим током

Под электротравмой понимают повреждение органов и систем вследствие поражения электрическим током. Основные причины смерти при ударе током — это остановка дыхания и остановка сердца. После сильного удара током, если человек выживет, возможно развитие осложнений со стороны сердечно-сосудистой, центральной нервной системы, нарушение зрения, слуха и пр.

Чаще всего несчастные случаи происходят при:

  • незнании или несоблюдении правил техники безопасности при пользовании электроприборами
  • неисправные бытовые приборы в быту, электрооборудование на предприятиях
  • оборвавшиеся провода высоковольтных линий

Степень поражения организма человека зависит от способа прохождения тока по телу, от силы и напряжения тока, времени воздействия, состояния здоровья, возраста, а также своевременности оказания пострадавшему первой помощи.

Виды поражения электричеством

  • электрический удар (шок) — воздействие на весь организм, он не вызывает ожогов, а приводит к параличу дыхания и/или сердца
  • электрическая травма — поражение внешних частей тела: электрические знаки, ожоги, металлизация кожи.

Воздействие электротоков на организм

  • Тепловое — вследствие сопротивления тканей организма электрическая энергия переходит в тепловую, вызывая электрические ожоги в характерных местах входа и выхода тока, которые называют знаки тока. При прохождении через ткани тепловая энергия изменяет и разрушает их.
  • Электрохимическое — приводит к сгущению и склеиванию клеток крови, перемещению ионов и изменению заряда белковых молекул, образованию паров и газов. Пораженные ткани приобретают ячеистый вид.
  • Биологическое — нарушается работа скелетной мускулатуры сердца, нервной и других систем.

Симптомы поражения электрическим током

  • Неожиданное падение человека на улице или неестественное отбрасывание от источника тока невидимой силой
  • Потеря сознания, судороги
  • Выраженные сокращения мышц непроизвольного характера
  • Выпадениt неврологических функций — потеря памяти, нарушение понимания речи и зрения, нарушение ориентации в пространстве, изменение кожной чувствительности, реакции зрачка на свет.
  • Фибрилляция желудочков и остановка дыхания — неровный пульс и неровное дыхание
  • Ожоги на теле с резко очерченными границами/

Знаки тока на коже

Это участки омертвления наружных тканей в точках входа и выхода электротока вследствие перехода энергии из электрической в тепловую. Электроожоги редко ограничиваются лишь метками на коже, чаще повреждаются более глубокие ткани: мышцы, сухожилия, кости. Встречаются варианты, когда поражение локализовано под внешне неповрежденной кожей.

Последствия удара током

Нервная система

  • потеря сознания различной степени и продолжительности;
  • потеря памяти (ретроградная амнезия);
  • судороги;
  • слабость и разбитость;
  • головокружения и головная боль;
  • нарушение терморегуляции;
  • мелькание в глазах, нарушение зрения.

При поражении нервов изменяется чувствительность и двигательная активность в конечностях, нарушается трофика, возникают патологические рефлексы. Прохождение тока через мозг приводит к судорогам и потере сознания, в ряде случаев поражение дыхательного центра ведет к остановке дыхания.

Ток высокого напряжения приводит к глубоким нарушениям деятельности ЦНС, торможению центра дыхания и регуляции сердечной деятельности, что приводит к электрической летаргии, мнимой смерти, когда кажется, что дыхание и сердцебиение отсутствуют, а на самом деле деятельность жизненно важных систем снижена до минимума. Вовремя начатые реанимационные мероприятия приводит к успешному восстановлению работы систем.

Сердечно-сосудистая система

В большинстве случаев наблюдаются сбои сердечной деятельности функционального характера:

  • синусовая аритмия;
  • тахикардия;
  • брадикардия;
  • экстрасистолия;
  • сердечные блокады.

Поражение током сердечной мышцы может привести к нарушению сократительной функции, приводя к фибрилляции, когда волокна миокарда начинают сокращаться в разрозненном ритме, а сердце не может перекачивать кровь, что по тяжести равносильно остановке сердца. Повреждение сосудов приводит к кровотечениям.

Дыхательная система

Торможение или остановка дыхательной деятельности происходят вследствие поражения дыхательного центра в головном мозге. Прохождение тока через легочную ткань приводит к ушибу и разрыву легких.

Органы чувств

  • падение слуха;
  • шум в ушах;
  • расстройство осязания;
  • разрыв барабанной перепонки;
  • травма среднего уха;
  • кератит;
  • хориоидит;
  • катаракта.

Поперечнополосатая и гладкая мускулатура

  • Спазм и сокращение мышечных волокон может привести к судорогам.
  • Сильное сокращение скелетных мышц может закончиться переломами позвоночника и трубчатых костей.
  • Спазм мышечного слоя сосудистой стенки приводит к повышению давления или инфаркту миокарда (в случае спазма сердечных артерий).

Отдаленные осложнения

  • ССС : нарушение проводимости сердца, сердечного ритма, облитерирующий эндартериит, артериосклероз;
  • Нервная система : невриты, энцефалопатии, трофические язвы, вегетативные изменения;
  • Органы чувств: катаракта, нарушение слуха и зрения;
  • Костно-мышечная система : контрактуры (ограничение амплитуды движений, невозможность согнуть конечность), деформации.

Факторы, влияющие на характер и тяжесть электротравмы

Вид и сила и напряжение тока

  • Более чем 1000-вольтное напряжение тока приводит к тяжелым повреждениям вплоть до смерти, причем даже не прикасаясь к источнику, а находясь очень близко — в шаговом нахождении от источника тока (так называемая «вольтова дуга»).
  • Переменный ток опаснее постоянного
  • Низкочастотный ток поражает внутренние органы
  • Высокочастотный – поверхность кожи, не приводя к смерти.
Сила тока (мА) Реакция организма при воздействии на руку
0,9-1,2 Еле ощутимое воздействие
1,2-1,6 Мурашки и щекотание по коже
1,6-2,8 Напряжение в запястье
2,8-4,5 Ухудшение подвижности в предплечье
4,5-5,0 Судороги мышц предплечья
5,0-7,0 Судороги мышц плеча
15,0-2015,0-20 Рука не отрывается от источника тока
20-40 Болезненные судороги мышц всего тела
50-100 Остановка сердечной деятельности
Более 200 Глубокие ожоги

Путь тока по организму – петля тока

Травмирование током в быту

  • Самые опасные варианты – полная петля, включающая 2 руки и 2 ноги, рука-рука, поскольку ток протекает через сердце.
  • Не менее опасный — рука-голова, когда ток проходит через головной мозг.

Сопротивление тканей и плотность тока

Под плотностью тока понимают количество тока, проходящего через единицу площади. Энергия концентрируется при прохождении тока через меньшую площадь. Например, если электроток проходит через руку, плотность тока увеличивается в зоне суставов.

Продолжительность действия тока

Чем дольше действует ток, тем сильнее поражения и больше вероятность смерти.

  • Ток высокого напряжения проводит к резкому сокращению мышц, человек даже может быть с силой отброшен от источника тока.
  • Ток низкого напряжения провоцирует спазм мышц приводит к продолжительному непроизвольному захвату проводника руками. С течением времени уменьшается сопротивление кожи, поэтому необходимо как можно раньше прервать контакт пострадавшего с проводником.

Внешние факторы

Тяжесть поражения возрастает в условиях повышенной влажности (бани, ванные), а также при поражении током в воде, причем в соленой воде поражение сильнее, чем в пресной (чем больше растворенных солей в воде, тем лучше электропроводность воды).

Состояние организма

Опасность поражения током усиливается на фоне истощения, алкогольного или наркотического опьянения, хронических заболеваний, старческого и детского возраста.

Почему часты случаи смерти в ванне при контакте с бытовыми приборами?

Роковую роль играет влажная и мокрая кожа. Такая кожа имеет меньшее сопротивление к электрической энергии и, соответственно, поражающее действие всегда сильнее даже при действии приборов с казалось бы невысоким напряжением в 110 В, например, от фена или радио. К тому же, мокрое тело практически гарантирует формирование наиболее опасной петли тока через жизненно важные органы.

Степени поражения током — классификация

По Френкелю

По Полищук и Фисталь

Алгоритм оказания первой помощи при ударе током

Все действия должны осуществляться очень быстро, без задержек, лишних разговоров и рассуждений. Своевременное оказание помощи позволяет сохранить жизнь и уменьшить тяжесть электротравмы.

Каково бы не было состояние пострадавшего, следует незамедлительно вызвать скорую или доставить человека в медицинское учреждение. Смерть от удара током может наступить и через несколько часов. Внешняя картина не отражает внутренних повреждений после удара электрическим током.

Как можно быстрее прекратить контакт пострадавшего с проводником тока

Оценить состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем и в сознании ли человек

Легонько похлопать по щеке, задать элементарные вопросы. При необходимости провести реанимационные мероприятия:

  • проверить наличие дыхания : посмотреть, есть ли дыхательные движения грудной клетки, поднести ко рту и носу зеркальце/стекло, которое будет запотевать при наличии дыхания, или тонкую нить, которая должна отклоняться при дыхании;
  • определить пульс на сонной артерии путем прижатия области ее проекции пальцами;
  • освободить проходимость дыхательных путей для дальнейшего спасения: ладонь одной руки положить на лоб пострадавшему, приподнять подбородок двумя пальцами другой руки, выдвинуть вперед нижнюю челюсть и запрокинуть голову назад. При подозрении на перелом позвоночника данные действия запрещены, при западании языка допустимо его фиксация к щеке булавкой.

Первичная реанимация пострадавшего (при отсутствии пульса и дыхания)

  • Непрямой массаж сердца — наиболее эффективен в течение 3 первых минут после остановки сердца. Пациент лежит на спине на ровной поверхности, выпрямленные в локтях руки спасающего располагаются посередине грудной клетки между сосками. Производят по 100 ритмичных нажатий в течение 1 минуты на грудную клетку с амплитудой нажатий 5-6 см и до полного расправления грудной клетки после нажатия.
  • Дыхание рот в рот — по два полных выдоха через каждых 30 нажатий на проекцию сердца. При невозможности данного способа допустимо использовать только непрямой массаж сердца.
  • Продолжительность реанимационных мероприятий – до приезда скорой или до появления признаков жизни (порозовение кожи, появление пульса и дыхания). Пострадавшего в таком случае поворачивают на бок и ожидают скорую. Максимальная продолжительность – 30 минут, дальнейшие действия нецелесообразны за исключением тех пациентов, которые находятся в условиях холодных температур.
  • Медикаментозное лечение (проводится реанимационной бригадой скорой). При безуспешности приведенных выше мероприятий в течение 2-3 минут вводится 1 мл адреналина 0,1% (внутримышечно, внутривенно или внутрисердечно); а также кальций хлорид 10% — 10 мл, строфантина 0,05% — 1мл, разведенный в 20 мл 40% растворе глюкозы.
  • Первичная обработка ожогов заключается в наложении сухой марлевой повязки.
  • Обезболивающие — при сохранении сознания до приезда скорой человеку можно дать обезболивающее и успокаивающее.
  • Транспортировка пострадавшего в стационар осуществляется в лежачем положении и укрытом теплым одеялом.
Читайте также:  Электрический ток определение характеристики электрического тока

Стационарное лечение после удара током

  • Осуществляется в реанимации, а при отсутствии признаков ожогового или электрического шока – в хирургическом отделении.
  • Комплекс лечения зависит от показаний: от простого туалета и перевязки ожоговых ран до сложных хирургических вмешательств по восстановлению поврежденных органов и тканей.
  • Даже при отсутствии местных повреждении и удовлетворительном состоянии пациент находится в отделении под наблюдением для профилактики отдаленных реакций со стороны систем и органов.
  • Серьезные электротравмы требуют длительной реабилитации.

Особенности поражения молнией

Поражающие факторы: электрический ток, звуковая и световая энергия, ударная волна. Воздействие молнии подобно поражению электрическим током высокого напряжения.

  • Характерны симметричные повреждения: парезы двух конечностей, параплегии.
  • Знаки тока имеют причудливую извитую форму и отличаются большой продолжительностью.

Если гроза застала на улице, нельзя прятаться под деревьями, прислоняться к металлическим предметам и тем более находиться в воде.

Источник



Как оценивается опасность поражения человека током электроустановки в электросетях различной конфигурации

Знание процессов, протекающих в электроустановках, позволяет энергетикам безопасно эксплуатировать оборудование любого напряжения и вида тока, выполнять ремонтные работы и техническое обслуживание электрических систем.

Избежать случаев поражения током электроустановки помогает информация, излагаемая в ПУЭ, ПТБ и ПТЭ — основных документов, созданных лучшими специалистами на основе анализа несчастных случаев с людьми, пострадавшими от опасных факторов, сопровождающих работу электрической энергии.

Обстоятельства и причины попадания человека под действие электрического тока

Руководящие документы по безопасности выделяют три группы причин, объясняющих поражение работников электрическим током:

1. непреднамеренное, нечаянное приближение к токоведущим частям с напряжением на расстояние, меньшее безопасного или прикосновение к ним;

2. возникновение и развитие аварийных ситуаций;

3. нарушения требований, указанных в руководящих документах, предписывающих правила поведения работников в действующих электроустановках.

Оценка опасностей поражения человека заключается в определении расчетами величин токов, которые проходят через тело пострадавшего. При этом приходится учитывать много ситуаций, когда контакты могут возникнуть в случайных местах электроустановки. К тому же, приложенное к ним напряжение изменяется в зависимости от многих причин, включающих условия и режимы работы электрической схемы, ее энергетические характеристики.

Условия поражения человека током электроустановки

Чтобы через тело пострадавшего стал протекать ток, необходимо создать электрическую цепь подключением его минимум к двум точкам схемы, обладающей разностью потенциалов — напряжением. На электрическом оборудовании возможны проявления следующих условий:

1. одновременное двухфазное или двухполюсное прикосновение к различным полюсам (фазам);

2. однофазное или однополюсное прикосновение к потенциалу схемы, когда человек имеет непосредственную гальваническую связь с потенциалом земли;

3. случайное создание контакта с проводящими элементами электроустановки, которые оказались под напряжением в результате развития аварии;

4. попадание под действие напряжения шага, когда разность потенциалов создана между точками, на которых одновременно находятся ноги или другие части тела.

При этом может возникнуть электрический контакт пострадавшего с токоведущей частью электроустановки, который рассматривается ПУЭ как прикосновение:

2. либо косвенное.

В первом случае он создается непосредственным контактом с токоведущей частью, включенной под напряжение, а во втором — при прикосновениях к не изолированным элементам схемы, когда на них прошел опасный потенциал в случае развития аварии.

Чтобы определить условия безопасной эксплуатации электроустановки и подготовить для работников внутри нее рабочее место, необходимо:

1. проанализировать случаи вероятного создания путей прохождения электрического тока через организм обслуживающего персонала;

2. сравнить его максимально возможную величину с действующими минимально допустимыми нормативами;

3. принять решение о выполнении мер обеспечения электрической безопасности.

Особенности анализа условий поражения людей в электроустановках

Для оценки величины тока, проходящего через тело пострадавшего в сети постоянного или переменного напряжения, используются следующие виды обозначений для:

Rh — у тела человека;

R0 — для устройства заземления;

Rиз— слоя изоляции относительно контура земли;

Ih — через тело человека;

Iз — замыкания на контур земли;

Uc — цепи постоянного либо однофазного переменного токов;

При этом возможны следующие типовые схемы подключения пострадавшего к цепям напряжения в сетях:

1. постоянного тока при:

однополюсном касании контакта проводника с потенциалом, изолированным от контура земли;

однополюсном касании потенциала схемы с заземлённым полюсом;

2. трехфазных сетей при;

однофазном контакте с одним из потенциальных проводников (обобщенный случай);

Схемы поражения в цепях постоянного тока

Однополюсный контакт человека с потенциалом, изолированным от земли

Схема однополюсного прикосновения к потенциалу сети

Под действием напряжения Uc по последовательно созданной цепочке из потенциала нижнего проводника, тела пострадавшего (рука-нога) и контур земли через удвоенное сопротивление изоляции среды протекает ток Ih.

Однополюсный контакт человека с заземленным потенциалом полюса

Схема однополюсного прикосновения к заземленному потеницалу сети

В этой схеме ситуацию усугубляет подключение к контуру земли одного потенциального провода с сопротивлением R0, близким к нулю и значительно меньшим, чем у тела пострадавшего и слоя изоляции внешней среды.

Сила искомого тока приблизительно равна отношению напряжения сети к сопротивлению человеческого тела.

Двухполюсный контакт человека с потенциалами сети

Схема дувухполюсного прикосновения

Напряжение сети напрямую прикладывается к телу пострадавшего, а ток через его организм ограничивается только его собственным незначительным сопротивлением.

Общие схемы поражения в цепях переменного трехфазного тока

Создание контакта человека между фазным потенциалом и землей

В общем случае между каждой фазой схемы и потенциалом земли имеется свое сопротивление и создается емкость. Нейтраль обмоток источника напряжения имеет обобщенное сопротивлением Zн, величина которого в разных системах заземления цепи меняется.

Схема однофазного прикосновения в трехфазной сети

Формулы расчета проводимостей каждой цепочки и общей величины тока Ih через фазное напряжение Uф представлены на картинке формулами.

Образование контакта человека между двумя фазами

Наибольшую величину и опасность представляет ток, проходящий через цепочку, созданную между непосредственными контактами тела пострадавшего с фазными проводами. При этом часть тока может пройти по пути через землю и сопротивления изоляции среды.

Схема двухфазного прикосновения в трехфазной сети

Особенности двухфазного прикосновения

В цепях постоянного и трехфазного переменного токов создание контактов между двумя различными потенциалами наиболее опасно. При такой схеме человек попадает под действие наибольшего напряжения.

В схеме с источником питания постоянного напряжения величина тока через пострадавшего вычисляется по формуле Ih=Uc/Rh.

В трехфазной сети переменного тока это значение вычисляется по соотношению Ih=Uл/Rh= √3 Uф/Rh.

Считая, что среднее электрическое сопротивление тела человека составляет 1 килоом , рассчитаем ток, который возникает в сети постоянного и переменного напряжения 220 вольт.

В первом случае он составит: Ih=220/1000=0,22А. Этой величины в 220 мА достаточно для того, чтобы пострадавший подвергся судорожному сжатию мышц, когда без посторонней помощи он освободиться от воздействия случайного прикосновения уже не в состоянии — удерживающий ток.

Во втором случае Ih=(220 · 1,732)/1000 =0,38А. При таком значении в 380 мА возникает смертельная опасность поражения.

Также обращаем внимание на то, что в сети переменного трехфазного напряжения положение нейтрали (может быть изолирована от земли или наоборот — подсоединена накоротко) очень мало влияет на величину тока Ih. Его основная доля идет не через цепочку земли, а между потенциалами фаз.

Читайте также:  Кто проводит электрический ток физика

Если человек применил средства защиты, обеспечивающие его надежную изоляцию от контура земли, то они в подобной ситуации окажутся бесполезными и не помогут.

Особенности однофазного прикосновения

Трехфазная сеть с глухо заземленной нейтралью

Пострадавший прикасается к одному из фазных проводов и попадает под разность потенциалов между ним и контуром земли. Такие случаи происходят чаще всего.

Схема однофазного прикосновения в трехфазной сети с заземленной нейтралью

Хотя напряжение фазы относительно земли меньше чем линейное в 1,732 раза, такой случай остается опасным. Ухудшить состояние пострадавшего может:

режим нейтрали и качество ее подключения;

электрические сопротивления диэлектрического слоя проводов относительно потенциала земли;

вид обуви и ее диэлектрические свойства;

сопротивление грунта в месте нахождения пострадавшего;

другие сопутствующие факторы.

Значение тока Ih в этом случае можно определить по соотношению:

Напомним, что сопротивления: человеческого тела Rh, обуви Rоб, пола Rп и заземления у нейтрали R0, принимаются в Омах.

Чем меньше величина знаменателя, тем сильнее создается ток. Если работник носит токопроводящую обувь, например, промочил ноги или подошвы подбиты металлическими гвоздями, и вдобавок находится на металлическом полу или сырой земле, то можно считать, что Rоб=Rп=0. Так обеспечивается самый неблагоприятный случай для жизни пострадавшего.

При фазном напряжении в 220 вольт получим Ih=220/1000=0,22 А. Или ток смертельной опасности 220 мА.

Теперь рассчитаем вариант, когда работник использует средства защиты: диэлектрическую обувь (Rоб=45 кОм) и изолирующее основание (Rп=100 кОм).

Ih=220 /(1000 +45000+10000)=0,0015 А.

Получили безопасную величину тока 1,5мА.

Трехфазная сеть с изолированной нейтралью

Здесь отсутствует прямая гальваническая связь нейтрали источника тока с потенциалом земли. Фазное напряжение приложено к сопротивлению слоя изоляции Rиз, обладающей очень высокой величиной, которая контролируется при эксплуатации и постоянно поддерживается в исправном состоянии.

Схема однофазного прикосновения в трехфазной сети с изолированной нейтралью

Цепь протекания тока через тело человека зависит от этой величины в каждой из фаз. Если учесть все слои сопротивления току, то его величину можно просчитать по формуле: Ih=Uф/(Rh+Rоб+Rп+(Rиз/3)).

Во время самого неблагоприятного случая, когда созданы условия максимальной проводимости через обувь и пол, выражение примет вид: Ih=Uф/(Rh+(Rиз/3)).

Если рассматривать сеть 220 вольт с изоляцией слоя в 90 кОм, то получим: Ih=220/(1000+(90000/3)) =0,007 А. Такой ток в 7 мА будет хорошо ощущаться, но смертельную травму обеспечить не сможет.

Обратим внимание, что мы в рассматриваемом примере умышленно упустили сопротивление грунта и обуви. Если их учесть, то ток снизится до безопасной величины, порядка 0,0012 А или 1,2 мА.

1. в схемах с изолированной нейтралью безопасность работников обеспечить проще. Она напрямую зависит от качества диэлектрического слоя проводов;

2. при одинаковых обстоятельствах прикосновения к потенциалу одной фазы схема с заземленной нейтралью представляет наибольшую опасность, чем с изолированной.

Аварийный режим однофазного прикосновения в трехфазной сети с заземленной нейтралью

Рассмотрим случай касания металлического корпуса электрического прибора, если внутри него пробита изоляция диэлектрического слоя у потенциала фазы. Когда человек прикоснется к этому корпусу, то через его тело пойдет ток на землю и далее через нейтраль к источнику напряжения.

Схема замещения показана на картинке ниже. Сопротивлением Rн обладает создаваемая прибором нагрузка.

Аварийный режим однофазного прикосновения в трехфазной сети с заземленной нейтралью

Сопротивление изоляции Rиз совместно с R0 и Rh ограничивает ток междуфазного прикосновения. Он выражается соотношением: Ih=Uф/(Rh+Rиз+Rо).

При этом, как правило, еще на стадии проекта, выбирая материалы для случая, когда R0=0 стараются соблюдать условие: Rиз> ( Uф/ Ihg) —Rh.

Величина Ihg называется порогом неощутимого тока, значение которого человек не будет чувствовать.

Делаем вывод: сопротивление диэлектрического слоя всех токоведущих частей относительно контура земли определяет степень безопасности электроустановки.

По этой причине все подобные сопротивления нормированы и учтены утвержденными таблицами. С этой же целью нормируют не сами сопротивления изоляции, а токи утечек, которые через них протекают при испытаниях.

В электроустановках по разным причинам может возникнуть авария, когда потенциал фазы непосредственно касается контура земли. Если на воздушной ЛЭП один из проводов под действием различного типа механических нагрузок оборвался, то как раз в этом случае и проявляется подобная ситуация.

Обрыв провода на ВЛ10 кВ

При этом в месте контакта провода с землей образуется ток, который создает вокруг точки касания зону растекания — площадку, на поверхности которой появляется электрический потенциал. Его величина зависит от тока замыкания Iз и удельного состояния почвы r.

Схема распределения потенциала в зоне растекания тока на землю

Человек, оказавшийся в границах этой зоны, попадает под действие напряжения шага Uш, как показано на левой половинке картинки. Площадь зоны растекания ограничивается контуром, где потенциал отсутствует.

Значение напряжения шага рассчитывается по формуле: Uш=Uз∙β1∙β2.

В ней учитывается напряжение фазы в месте растекания тока — Uз, которое уточняется коэффициентами характеристик растекания напряжения β1 и влияния сопротивлений обуви и ног β2. Величины β1 и β2 публикуются в справочниках.

Значение тока сквозь тело пострадавшего вычисляется выражением: Ih= ( Uз∙β1∙β2 )/ Rh.

На правой части рисунка в положении 2 пострадавший создает контакт с замкнувшим на землю потенциалом провода. Он оказывается под влиянием разности потенциалов между точкой касания рукой и контуром земли, которая выражается напряжением прикосновения Uпр.

В этой ситуации ток вычисляют по выражению: Ih=(Uф.з.∙ α )/ Rh

Значения коэффициента растекания α могут меняться в пределах 0÷1 и учитывают характеристики, влияющие на Uпр.

В рассмотренной ситуации действуют те же выводы, что и при создании однофазного контакта пострадавшим в нормальном режиме эксплуатации электроустановки.

Если же человек расположен за пределами зоны растекания тока, то он находится в безопасной зоне.

Источник

Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях

Чем определяется опасность поражения током в различных электрических сетях?

Анализ опасности поражения практически сводится к определению значения тока, протекающего через тело человека в различных условиях, в которых он может оказаться при эксплуатации электроустановок, или напряжения прикосновения. Опасность поражения зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.

Каковы схемы включения человека в электрическую цепь?

Наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя фазами электрической сети, между одной фазой и землей. Кроме того, возможно прикосновение к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением, а также включение человека под шаговое напряжение.

Что называется нейтралью трансформатора (генератора) и каковы режимы ее работы?

Точка соединения обмоток питающего трансформатора (генератора) называется нейтральной точкой, или нейтралью. Нейтраль источника питания может быть изолированная и заземленная.

Заземленной называется нейтраль генератора (трансформатора), присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Изолированной называется нейтраль генератора или трансформатора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы).

Что положено в основу выбора режима нейтрали?

Выбор схемы сети, а следовательно, и режима нейтрали источника тока производят исходя из технологических требований и условий безопасности.

При напряжении до 1000 В широкое распространение получили обе схемы трехфазных сетей: трехпроводная с изолированной нейтралью и четырехпроводная с заземленной нейтралью.

По технологическим требованиям предпочтение часто отдается четырехпроводной сети, она использует два рабочих напряжения — линейное и фазное. Так, от четырехпроводной сети 380 В можно питать как силовую нагрузку — трехфазную, включая ее между фазными проводами на линейное напряжение 380 В, так и осветительную, включая ее между фазным и нулевым проводами, т. е. на фазное напряжение 220 В. При этом становится значительно дешевле электроустановка за счет применения меньшего числа трансформаторов, меньшего сечения проводов и т. п.

По условиям безопасности выбирают одну из двух сетей исходя из положения: по условиям прикосновения к фазному проводу в период нормального режима работы сети более безопасной является сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период — сеть с заземленной нейтралью. Поэтому сети с изолированной нейтралью целесообразно применять, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции сети и когда емкость сети относительно земли незначительна. Это могут быть мало разветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицированного персонала. Примером могут служить сети небольших предприятий, передвижные установки.

Читайте также:  В чем измеряется движение тока

Сети с заземленной нейтралью применяют там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию электроустановок (из-за высокой влажности, агрессивной среды и пр.) или нельзя быстро отыскать и устранить повреждение изоляции, когда емкостные токи сети вследствие значительной ее разветвленности достигают больших значений, опасных для жизни человека. К таким сетям относятся сети крупных промышленных предприятий, городские распределительные и пр.

Существующее мнение о более высокой степени надежности сетей с изолированной нейтралью недостаточно обоснованно.

Статистические данные указывают, что по условиям надежности работы обе сети практически одинаковы.

При напряжении выше 1000 В вплоть до 35 кВ сети по технологическим причинам имеют изолированную нейтраль, а выше 35 кВ — заземленную.

Поскольку такие сети имеют большую емкость проводов относительно земли, для человека одинаково опасно прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралью. Поэтому режим нейтрали сети выше 1000 В по условиям безопасности не выбирается.

Какова опасность двухфазного прикосновения?

Под двухфазным прикосновением понимается одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением (рис. 1).

Схема двухфазного прикосновения человека к сети переменного тока

Рис. 1. Схема двухфазного прикосновения человека к сети переменного тока

Двухфазное прикосновение более опасно. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через тело человека по одному из самых опасных для организма путей (рука—рука), будет зависеть от прикладываемого к телу человека напряжения, равного линейному напряжению сети, а также от сопротивления тела человека:

ток, проходящий через тело человека

  • Uл — линейное напряжение, т. е. напряжение между фазными проводами сети;
  • Rчел — сопротивление тела человека.

В сети с линейным напряжением Uл = 380 В при сопротивлении тела человека Rчел = 1000 Ом ток, проходящий через тело человека, будет равен:

сети с линейным напряжением

Этот ток для человека смертельно опасен. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через тело человека, практически не зависит от режима нейтрали сети. Следовательно, двухфазное прикосновение одинаково опасно как в сети с изолированной, так и с заземленной нейтралью (при условии равенства линейных напряжений этих сетей).

Случаи прикосновения человека к двум фазам происходят сравнительно редко.

Чем характеризуется однофазное прикосновение?

Однофазным прикосновением называется прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.

Оно происходит во много раз чаще, чем двухфазное прикосновение, но менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается и ток, проходящий через тело человека. Кроме того, на этот ток большое влияние оказывают режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, сопротивление пола (или основания), на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

Какова опасность однофазного прикосновения в сети с заземленной нейтралью?

Схема прикосновения человека к одной фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью

Рис. 2. Схема прикосновения человека к одной фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью

В сети с заземленной нейтралью (рис. 2) цепь тока, проходящего через тело человека, включает в себя сопротивления тела человека, его обуви, пола (или основания), на котором стоит человек, а также сопротивление заземления нейтрали источника тока. С учетом указанных сопротивлений ток, проходящий через тело человека, определяется из следующего выражения:

сети с заземленной нейтралью

  • Uф — фазное напряжение сети, В;
  • Rчел — сопротивление тела человека, Ом;
  • Rоб — сопротивление обуви человека, Ом;
  • Rп — сопротивление пола (основания), на котором человек стоит, Ом;
  • Ro — сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

При наиболее неблагоприятных условиях (человек, прикоснувшийся к фазе, имеет на ногах токопроводящую обувь — сырую или подбитую металлическими гвоздями, стоит на сырой земле или на проводящем основании — металлическом полу, на заземленной металлоконструкции), т. е. когда Rоб = 0 и Rп = 0, уравнение принимает вид:

человек, прикоснувшийся к фазе

Поскольку сопротивление нейтрали Ro обычно во много раз меньше сопротивления тела человека, то им можно пренебречь. Тогда

сопротивление нейтрали

Однако при этих условиях и однофазное прикосновение, несмотря на меньший ток, весьма опасно. Так, в сети с фазным напряжением Uф = 220 В при Rчел = 1000 Ом ток, проходя через тело человека, будет иметь значение:

ток смертельно опасен для человека

Такой ток смертельно опасен для человека.

Если человек имеет на ногах непроводящую обувь (например, резиновые галоши) и стоит на изолирующем основании (например, на деревянном полу), то

человек имеет на ногах непроводящую обувь

  • 45 000 — сопротивление обуви человека, Ом;
  • 100 000 — сопротивление пола, Ом.

Ток такой силы не опасен для человека.

Из приведенных данных видно, что для безопасности работающих в электроустановках большое значение имеют изолирующие полы и непроводящая ток обувь.

Каковы особенности однофазного прикосновения в сети с изолированной нейтралью?

В сети с изолированной нейтралью (рис. 3) ток, проходящий через тело человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.

С учетом сопротивлений обуви Rоб и пола или основания Rп, на котором стоит человек, включенных последовательно сопротивлению тела человека Rчел, ток, проходящий через тело человека, определяется уравнением:

С учетом сопротивлений обуви

где Rиз — сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом.

Схема прикосновения человека к одной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью

Рис. 3. Схема прикосновения человека к одной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью

При наиболее неблагоприятном случае, когда человек имеет проводящую ток обувь и стоит на токопроводящем полу, т. е. при Rоб = 0 и Rп = 0, уравнение значительно упростится:

При наиболее неблагоприятном случае

Для этого случая в сети с фазным напряжением Uф = 220 В и сопротивлением изоляции фазы Rиз = 90 000 Ом при Rчел = 1000 Ом ток, проходящий через человека, будет равен:

этого случая в сети с фазным напряжением

Этот ток значительно меньше тока (220 мА), вычисленного нами для случая однофазного прикосновения при аналогичных условиях, но в сети с заземленной нейтралью. Он определяется в основном сопротивлением изоляции проводов относительно земли.

Какая сеть является более безопасной — с изолированной или заземленной нейтралью?

При прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью. Однако этот вывод справедлив лишь для нормальных (безаварийных) условий работы сетей, при наличии незначительной емкости относительно земли.

В случае же аварии, когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опасной. Объясняется это тем, что при такой аварии в сети с изолированной нейтралью напряжение неповрежденной фазы относительно земли может возрасти с фазного до линейного, в то время как в сети с заземленной нейтралью повышение напряжения окажется незначительным.

Однако современные электрические сети ввиду их разветвленности и значительной протяженности создают большую емкостную проводимость между фазой и землей. В этом случае опасность прикосновения человека к одной и двум фазам практически одинакова. Каждое из этих прикосновений весьма опасно, так как ток, проходящий через тело человека, достигает очень больших значений.

Что такое напряжение шага?

Под напряжением шага понимается напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Величина шага обычно принимается равной 0,8 м.

Для некоторых животных (лошади, коровы) величина напряжения шага больше, чем для людей, и путь тока захватывает грудную клетку. По этим причинам они более подвержены поражениям шаговым напряжением.

Шаговое напряжение возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю. Наибольшая величина будет около места перехода, а наименьшая — на расстоянии более 20 м, т. е. за пределами, ограничивающими поле растекания тока в грунте.

На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения составляет 68% полного напряжения, на расстоянии 10 м — 92%, на расстоянии 20 м потенциалы точек настолько малы, что практически могут быть равны нулю.

Такие точки поверхности почвы считаются находящимися вне зоны растекания тока и называются «землей».

Опасность напряжения шага увеличивается, если человек, подвергшийся его воздействию, падает. И тогда напряженйе шага возрастает, так как путь тока проходит уже не через ноги, а через все тело.

Случаи поражения людей из-за воздействия напряжения шага относительно редки. Они могут произойти, например, вблизи упавшего на землю провода (в такие моменты до отключения линии нельзя допускать людей и животных на близкое расстояние к месту падения провода). Наиболее опасны напряжения шага при ударе молнии.

Оказавшись в зоне шагового напряжения, выходить из нее следует небольшими шагами в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю, и в частности лежащего на земле провода.

Источник