Влияние аварийных режимов работы электроустановок на электробезопасность

Наибольшую опасность поражения человека электрическим током в электроустановках вызывают замыкания на корпус и замыкания на землю.

Замыканием на корпус называется случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки.

Замыканием на землю называется случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями и предметами, не изолированными от земли.

Если человек касается изолированных от земли металлических нетоковедущих частей электроустановки, то при замыкании на корпус он оказывается подключенным к одной из фаз электрической сети. Это условие следует классифицировать как косвенное однофазное прикосновение к токоведущим частям электроустановки.

Все формулы и выводы, полученные для прямого однофазного прикосновения в нормальном режиме работы электроустановки, будут справедливы для рассматриваемого случая.

Замыкание на землю, как это следует из определения, представляет собой резкое снижение сопротивления изоляции одной из фаз электроустановки относительно земли. При однофазном прикосновении к токоведущим частям это повлияет на значение тока проходящего через тело человека.

Наибольшая опасность поражения при замыкании на землю существует в сети с изолированной нейтралью, так как если при наличии в сети замыкания на землю человек касается одной из исправных фаз, то он окажется под напряжением близким к линейному напряжению источника питания.

Так как, в этом случае, человек попадает под напряжение в раз больше фазного, замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью представляет большую опасность (практически такую же как и при двухфазном прикосновении).

Замыкание на землю всегда сопровождается растеканием тока в грунте, а это приводит к возникновению нового условия поражения – включения под напряжение шага.

Напряжение шага (U_ш) появляется при нахождении человека в зоне растекания тока.

Согласно ПУЭ:

Напряжение шага – напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

Зона растекания тока – зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю (I_з), удельным сопротивлением грунта (r) и местом нахождения человека в зоне растекания тока, равен нулю.

На рис.2.5 показано характерное для замыкания на землю распределение потенциала j в зоне растекания тока.

Зона растекания – зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

В положении 1 человек попадает под напряжение шага. Положение 2 характеризуется как однофазное прикосновение человека, находящегося в зоне растекания тока, к замкнувшейся на землю токоведущей части. При этом человек попадает под напряжение прикосновения U_пр, которое равно разности потенциалов рук и ног.

По ПУЭ:

Напряжение прикосновения – напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека.

Если эти потенциалы выразить через напряжения относительно земли с нулевым потенциалом, то получим:

U_пр=U_ф.з-U_т.з.р. (2.9)

Ток, проходящий через человека, в этом случае:

(2.10)

Выводы, полученные при опасности однофазного прикосновения в нормальном режиме работы электроустановок, будут справедливы и для данного случая.

При известном значении a можно рассчитать ток через человека.

Если человек находится вне зоны растекания тока, то U_{т.з.р .}=0 и a =0. В этом случае потенциальное поле зоны растекания тока не влияет на опасность поражения