Πώς εκτιμάται ο κίνδυνος τραυματισμού ενός ατόμου από το ρεύμα μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης σε ηλεκτρικά δίκτυα με διαφορετικές διαμορφώσεις;

Η γνώση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις επιτρέπει στους μηχανικούς ηλεκτρικής ενέργειας να λειτουργούν με ασφάλεια εξοπλισμό με οποιαδήποτε τάση και τύπο ρεύματος, να εκτελούν εργασίες επισκευής και συντήρησης ηλεκτρικών συστημάτων.

Προκειμένου να αποφευχθούν περιπτώσεις ηλεκτροπληξίας σε ηλεκτρική εγκατάσταση, οι πληροφορίες που περιέχονται στο PUE, PTB και PTE — τα κύρια έγγραφα που δημιουργήθηκαν από τους καλύτερους ειδικούς με βάση την ανάλυση ατυχημάτων με άτομα που τραυματίστηκαν από επικίνδυνους παράγοντες που συνοδεύουν τη λειτουργία της ηλεκτρικής ενέργειας.

Περιστάσεις και λόγοι για την έκθεση ενός ατόμου σε ηλεκτρικό ρεύμα

Τα έγγραφα καθοδήγησης ασφαλείας διακρίνουν τρεις ομάδες αιτιών που εξηγούν την ηλεκτροπληξία των εργαζομένων:

1. σκόπιμη, ακούσια προσέγγιση σε ηλεκτροφόρα μέρη με τάση σε απόσταση μικρότερη από ασφαλή ή επαφή με αυτά.

2. Εμφάνιση και ανάπτυξη καταστάσεων έκτακτης ανάγκης.

3.παραβίαση των απαιτήσεων που καθορίζονται στα εγχειρίδια που καθορίζουν τους κανόνες συμπεριφοράς των εργαζομένων σε υφιστάμενες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.

Η εκτίμηση του κινδύνου τραυματισμού ενός ατόμου συνίσταται στον προσδιορισμό με υπολογισμούς των μεγεθών των ρευμάτων που διέρχονται από το σώμα του θύματος. Ταυτόχρονα, πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλές καταστάσεις όταν μπορούν να συμβούν επαφές σε τυχαία σημεία σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση. Επιπλέον, η τάση που εφαρμόζεται σε αυτά ποικίλλει ανάλογα με πολλούς λόγους, συμπεριλαμβανομένων των συνθηκών και των τρόπων λειτουργίας του ηλεκτρικού κυκλώματος, των ενεργειακών του χαρακτηριστικών.

Συνθήκες τραυματισμού ατόμων από ηλεκτρικό ρεύμα

Για να περάσει ρεύμα μέσα από το σώμα του θύματος, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα συνδέοντας τουλάχιστον δύο σημεία του κυκλώματος που έχουν διαφορά δυναμικού - τάση. Οι ακόλουθες συνθήκες ενδέχεται να προκύψουν με τον ηλεκτρικό εξοπλισμό:

1. Ταυτόχρονη διφασική ή διπολική επαφή διαφορετικών πόλων (φάσεις).

2. μονοφασική ή μονοπολική επαφή με το δυναμικό κυκλώματος, όταν ένα άτομο έχει άμεση γαλβανική σύνδεση με το δυναμικό γείωσης.

3. Τυχαία δημιουργία επαφής με αγώγιμα στοιχεία της ηλεκτρικής εγκατάστασης που ήταν υπό τάση ως αποτέλεσμα της εξέλιξης του ατυχήματος.

4. που υπάγονται στη δράση της βηματικής τάσης, όταν δημιουργείται διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων στα οποία βρίσκονται ταυτόχρονα τα πόδια ή άλλα μέρη του σώματος.

Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να προκύψει ηλεκτρική επαφή του θύματος με το μέρος της ηλεκτρικής εγκατάστασης που μεταφέρει ρεύμα, το οποίο θεωρείται από το PUE ότι αγγίζει:

1. απευθείας·

2. ή έμμεσα.

Στην πρώτη περίπτωση, δημιουργείται με άμεση επαφή με ένα υπό τάση τμήμα υπό τάση και στη δεύτερη, με επαφή με μη μονωμένα στοιχεία του κυκλώματος όταν ένα επικίνδυνο δυναμικό έχει περάσει μέσα από αυτά σε περίπτωση ατυχήματος.

Προκειμένου να καθοριστούν οι προϋποθέσεις για την ασφαλή λειτουργία μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης και να προετοιμαστεί ένας χώρος εργασίας για τους εργαζόμενους σε αυτήν, είναι απαραίτητο:

1. Να αναλύσει τις περιπτώσεις πιθανής δημιουργίας μονοπατιών για τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος από το σώμα του προσωπικού σέρβις.

2. συγκρίνει τη μέγιστη δυνατή τιμή του με τα τρέχοντα ελάχιστα επιτρεπτά πρότυπα.

3. λαμβάνει απόφαση για την εφαρμογή μέτρων για τη διασφάλιση της ηλεκτρικής ασφάλειας.

Χαρακτηριστικά της ανάλυσης των συνθηκών τραυματισμού ατόμων σε ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις

Για να εκτιμηθεί το μέγεθος του ρεύματος που διέρχεται από το σώμα του θύματος σε ένα δίκτυο με τάση DC ή AC, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι τύποι ονομασιών:

1. αντιστάσεις:

• Rh — στο ανθρώπινο σώμα.

• R0 — για συσκευή γείωσης.

Ris — μονωτικό στρώμα σε σχέση με το περίγραμμα της γης.

2. ρεύματα:

Ih — μέσω του ανθρώπινου σώματος.

Iz — βραχυκύκλωμα στον βρόχο γείωσης.

3. τονίζει?

Uc — κυκλώματα με σταθερά ή μονοφασικά εναλλασσόμενα ρεύματα.

Ul — γραμμικό;

Uf — φάση;

Upr — αγγίγματα;

Αυτί - βήματα.

Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατά τα ακόλουθα τυπικά σχήματα για τη σύνδεση του θύματος με τα κυκλώματα τάσης στα δίκτυα:

1. συνεχές ρεύμα σε:

• μονοπολική επαφή επαφής σύρματος με δυναμικό που απομονώνεται από το κύκλωμα γείωσης.

• μονοπολική επαφή του δυναμικού κυκλώματος με γειωμένο πόλο.

• Διπολική επαφή?

2. Τριφασικά δίκτυα στο?

• μονοφασική επαφή με έναν από τους πιθανούς αγωγούς (γενικευμένη περίπτωση).

• επαφή δύο φάσεων.

Κυκλώματα σφάλματος σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος

Μονοπολική ανθρώπινη επαφή με δυναμικό απομονωμένο από τη γη

Υπό την επίδραση της τάσης Uc, ένα ρεύμα Ih διέρχεται μέσω της διπλασιασμένης αντίστασης μόνωσης του μέσου μέσω του διαδοχικά δημιουργημένου κυκλώματος του δυναμικού του κάτω αγωγού, του σώματος του θύματος (βραχίονας-πόδι) και του βρόχου γείωσης.

Μονοπολική ανθρώπινη επαφή με δυναμικό πόλου γείωσης

Σε αυτό το κύκλωμα, η κατάσταση επιδεινώνεται συνδέοντας στο κύκλωμα γείωσης έναν αγωγό δυναμικού με αντίσταση R0, κοντά στο μηδέν και πολύ χαμηλότερη από αυτή του σώματος του θύματος και του μονωτικού στρώματος του εξωτερικού περιβάλλοντος.

Η ισχύς του απαιτούμενου ρεύματος είναι περίπου ίση με την αναλογία της τάσης του δικτύου προς την αντίσταση του ανθρώπινου σώματος.

Διπολική ανθρώπινη επαφή με δυνατότητες δικτύου

Η τάση δικτύου εφαρμόζεται απευθείας στο σώμα του θύματος και το ρεύμα που περνάει από το σώμα του περιορίζεται μόνο από τη δική του αμελητέα αντίσταση.

Γενικά μοτίβα σφαλμάτων σε τριφασικά κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος

Δημιουργία ανθρώπινης επαφής μεταξύ του δυναμικού φάσης και του εδάφους

Βασικά υπάρχει αντίσταση μεταξύ κάθε φάσης του κυκλώματος και δημιουργείται δυναμικό γείωσης και χωρητικότητα. Το μηδέν των περιελίξεων της πηγής τάσης έχει γενικευμένη αντίσταση Zn, η τιμή της οποίας ποικίλλει σε διαφορετικά συστήματα γείωσης του κυκλώματος.

Οι τύποι για τον υπολογισμό της αγωγιμότητας κάθε κυκλώματος και της συνολικής τιμής του ρεύματος Ih μέσω της τάσης φάσης Uf φαίνονται στην εικόνα από τους τύπους.

Σχηματισμός ανθρώπινης επαφής μεταξύ δύο φάσεων

Η μεγαλύτερη τιμή και κίνδυνος είναι το ρεύμα που διέρχεται από το κύκλωμα, που δημιουργείται μεταξύ των άμεσων επαφών του σώματος του θύματος με τους αγωγούς φάσης. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος του ρεύματος μπορεί να περάσει κατά μήκος της διαδρομής μέσω του εδάφους και της αντίστασης μόνωσης του μέσου.

Χαρακτηριστικά της διφασικής αφής

Στα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος και τριφασικού AC, η δημιουργία επαφών μεταξύ δύο διαφορετικών δυναμικών είναι η πιο επικίνδυνη. Με αυτό το σχήμα, ένα άτομο πέφτει κάτω από την επίδραση του μεγαλύτερου στρες.

Σε ένα κύκλωμα με σταθερή τροφοδοσία τάσης, το ρεύμα μέσω του θύματος υπολογίζεται με τον τύπο Ih = Uc / Rh.

Σε ένα τριφασικό δίκτυο AC, αυτή η τιμή υπολογίζεται σύμφωνα με την αναλογία Ih = Ul / Rh =√3Uph / Rh.

Δεδομένου ότι η μέση ηλεκτρική αντίσταση του ανθρώπινου σώματος είναι 1 kilohm, υπολογίζουμε το ρεύμα που εμφανίζεται στο δίκτυο με σταθερή και εναλλασσόμενη τάση 220 βολτ.

Στην πρώτη περίπτωση θα είναι: Ih = 220/1000 = 0,22A. Αυτή η τιμή των 220 mA είναι επαρκής ώστε το θύμα να υποστεί μια σπασμωδική μυϊκή σύσπαση όταν, χωρίς βοήθεια, δεν είναι πλέον σε θέση να απελευθερωθεί από τις επιπτώσεις ενός τυχαίου αγγίγματος - του ρεύματος συγκράτησης.

Στη δεύτερη περίπτωση Ih = (220·1,732)/1000= 0,38Α. Σε αυτή την τιμή των 380 mA, υπάρχει θανατηφόρος κίνδυνος τραυματισμού.

Δίνουμε επίσης προσοχή στο γεγονός ότι σε ένα τριφασικό δίκτυο με εναλλασσόμενη τάση, η θέση του ουδέτερου (μπορεί να απομονωθεί από τη γείωση ή να συνδεθεί αντίστροφα) έχει πολύ μικρή επίδραση στην τιμή του ρεύματος Ih . Το κύριο μερίδιό του δεν διέρχεται από το κύκλωμα γείωσης, αλλά μεταξύ των δυναμικών φάσης.

Εάν ένα άτομο έχει εφαρμόσει προστατευτικό εξοπλισμό που εξασφαλίζει την αξιόπιστη απομόνωσή του από το περίγραμμα της γης, τότε σε μια τέτοια κατάσταση θα είναι άχρηστοι και δεν θα βοηθήσουν.

Χαρακτηριστικά μονοφασικής βρύσης

Τριφασικό δίκτυο με σταθερά γειωμένο ουδέτερο

Το θύμα αγγίζει ένα από τα καλώδια φάσης και πέφτει κάτω από τη διαφορά δυναμικού μεταξύ αυτού και του κυκλώματος γείωσης. Τέτοιες περιπτώσεις συμβαίνουν πιο συχνά.

Αν και η τάση φάσης προς γείωση είναι 1,732 φορές μικρότερη από την τάση δικτύου, μια τέτοια περίπτωση παραμένει επικίνδυνη. Η κατάσταση του θύματος μπορεί να επιδεινωθεί:

• ουδέτερη λειτουργία και ποιότητα σύνδεσής του.

• ηλεκτρική αντίσταση του διηλεκτρικού στρώματος των αγωγών σε σχέση με το δυναμικό γείωσης.

• τύπος παπουτσιών και οι διηλεκτρικές τους ιδιότητες.

• αντίσταση του εδάφους στη θέση του θύματος.

• άλλους σχετικούς παράγοντες.

Η τιμή του ρεύματος Ih σε αυτή την περίπτωση μπορεί να προσδιοριστεί από την αναλογία:

Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + R0).

Θυμηθείτε ότι οι αντιστάσεις του ανθρώπινου σώματος Rh, των παπουτσιών Rb, του δαπέδου Rp και του εδάφους στο ουδέτερο R0 λαμβάνονται σε ohms.

Όσο μικρότερος είναι ο παρονομαστής, τόσο ισχυρότερο είναι το ρεύμα. Εάν, για παράδειγμα, ένας εργαζόμενος φοράει αγώγιμα παπούτσια, τα πόδια του είναι βρεγμένα ή τα πόδια του είναι επενδυμένα με μεταλλικά καρφιά και είναι επίσης σε μεταλλικό πάτωμα ή βρεγμένο έδαφος, τότε μπορούμε να υποθέσουμε ότι Rb = Rp = 0. Αυτό εγγυάται την χειρότερη περίπτωση για τη ζωή του θύματος.

Ih = Uph / (Rh + R0).

Με τάση φάσης 220 βολτ, παίρνουμε Ih = 220/1000 = 0,22 A. Ή θανατηφόρο ρεύμα 220 mA.

Τώρα ας υπολογίσουμε την επιλογή όταν ο εργαζόμενος χρησιμοποιεί προστατευτικό εξοπλισμό: διηλεκτρικά παπούτσια (Rp = 45 kOhm) και μονωτική βάση (Rp = 100 kOhm).

Ih = 220/(1000+ 45000 + 10000) = 0,0015 Α.

Έλαβε μια ασφαλή τιμή ρεύματος 1,5 mA.

Τριφασικό δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο

Δεν υπάρχει άμεση γαλβανική σύνδεση του ουδέτερου της πηγής ρεύματος με το δυναμικό γείωσης. Η τάση φάσης εφαρμόζεται στην αντίσταση της μονωτικής στρώσης Rot, η οποία έχει πολύ υψηλή τιμή, η οποία ελέγχεται κατά τη λειτουργία και διατηρείται συνεχώς σε καλή κατάσταση.

Η αλυσίδα της ροής του ρεύματος μέσω του ανθρώπινου σώματος εξαρτάται από αυτή την τιμή σε κάθε μία από τις φάσεις.Εάν λάβουμε υπόψη όλα τα στρώματα της αντίστασης ρεύματος, τότε η τιμή του μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο: Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + (Riz / 3)).

Στη χειρότερη περίπτωση, όταν δημιουργηθούν συνθήκες για μέγιστη αγωγιμότητα μέσω των παπουτσιών και του δαπέδου, η έκφραση θα πάρει τη μορφή: Ih = Uph / (Rh + (Rf / 3)).

Αν εξετάσουμε ένα δίκτυο 220 volt με μόνωση στρώσης 90 kΩ, παίρνουμε: Ih = 220 / (1000+ (90000/3)) = 0,007 A. Ένα τέτοιο ρεύμα 7 mA θα είναι καλό, αλλά δεν μπορεί να προκαλέσει ένας θανάσιμος τραυματισμός.

Σημειώστε ότι έχουμε παραλείψει σκόπιμα την αντοχή στο έδαφος και στα παπούτσια σε αυτό το παράδειγμα. Αν τα λάβουμε υπόψη, το ρεύμα θα μειωθεί σε μια ασφαλή τιμή, της τάξης των 0,0012 A ή 1,2 mA.

Συμπεράσματα:

1. Σε συστήματα με απομονωμένη ουδέτερη λειτουργία, είναι ευκολότερο να διασφαλιστεί η ασφάλεια των εργαζομένων. Αυτό εξαρτάται άμεσα από την ποιότητα του διηλεκτρικού στρώματος των συρμάτων.

2. Υπό τις ίδιες συνθήκες, αγγίζοντας το δυναμικό μιας φάσης, ένα κύκλωμα με γειωμένο ουδέτερο είναι πιο επικίνδυνο από ένα απομονωμένο.

Λειτουργία έκτακτης ανάγκης μονοφασικής επαφής σε τριφασικό δίκτυο με γειωμένο ουδέτερο

Ας εξετάσουμε την περίπτωση επαφής του μεταλλικού σώματος μιας ηλεκτρικής συσκευής, εάν η μόνωση του διηλεκτρικού στρώματος στο δυναμικό φάσης σπάσει μέσα σε αυτό. Όταν ένα άτομο αγγίζει αυτό το σώμα, το ρεύμα θα ρέει μέσω του σώματός του προς τη γείωση και στη συνέχεια μέσω του ουδέτερου σε μια πηγή τάσης.

Το ισοδύναμο κύκλωμα φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Η αντίσταση Rn ανήκει στο φορτίο που δημιουργείται από τη συσκευή.

Η αντίσταση μόνωσης Το Rot μαζί με τα R0 και Rh περιορίζουν το ρεύμα επαφής μεταξύ των φάσεων. Εκφράζεται με την αναλογία: Ih = Uph / (Rh + Rot + Ro).

Σε αυτήν την περίπτωση, κατά κανόνα, ακόμη και στο στάδιο του σχεδιασμού, επιλέγοντας υλικά για την περίπτωση που R0 = 0, προσπαθούν να συμμορφωθούν με την προϋπόθεση: Rf>(Uph /Ihg)- Rh.

Η τιμή του Ihg ονομάζεται το κατώφλι του ανεπαίσθητου ρεύματος, την τιμή του οποίου ένα άτομο δεν θα αισθανθεί.

Συμπεραίνουμε: η αντίσταση του διηλεκτρικού στρώματος όλων των ενεργών μερών στο περίγραμμα του εδάφους καθορίζει τον βαθμό ασφάλειας της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Για το λόγο αυτό, όλες αυτές οι αντιστάσεις κανονικοποιούνται και αναφέρονται από τους εγκεκριμένους πίνακες. Για τον ίδιο σκοπό, δεν κανονικοποιούνται οι ίδιες οι αντιστάσεις μόνωσης, αλλά τα ρεύματα διαρροής που διέρχονται από αυτές κατά τη διάρκεια των δοκιμών.

Βηματική τάση

Σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, για διάφορους λόγους, μπορεί να συμβεί ατύχημα όταν το δυναμικό φάσης αγγίζει απευθείας τον βρόχο γείωσης. Εάν σε μια εναέρια γραμμή ισχύος ένας από τους αγωγούς σπάσει υπό την επίδραση διαφόρων τύπων μηχανικών φορτίων, τότε σε αυτή την περίπτωση εμφανίζεται μια παρόμοια κατάσταση.

Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργείται ένα ρεύμα στο σημείο επαφής του αγωγού με το έδαφος, το οποίο δημιουργεί μια ζώνη διάχυσης γύρω από το σημείο επαφής - μια περιοχή στην επιφάνεια της οποίας εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό δυναμικό. Η τιμή του εξαρτάται από το ρεύμα κλεισίματος Ic και τη συγκεκριμένη εδαφική κατάσταση r.

Ένα άτομο που εμπίπτει στα όρια αυτής της ζώνης πέφτει υπό την επίδραση της τάσης του ποδιού Ush, όπως φαίνεται στο αριστερό μισό της εικόνας. Η περιοχή της ζώνης διάχυσης οριοθετείται από το περίγραμμα όπου δεν υπάρχει δυναμικό.

Η τιμή της βηματικής τάσης υπολογίζεται με τον τύπο: Ush = Uz ∙ β1 ∙ β2.

Λαμβάνει υπόψη την τάση φάσης στο σημείο κατανομής ρεύματος — Uz, η οποία καθορίζεται από τους συντελεστές των χαρακτηριστικών κατανομής τάσης β1 και την επίδραση των αντιστάσεων των παπουτσιών και των ποδιών β2. Οι τιμές των β1 και β2 δημοσιεύονται σε βιβλία αναφοράς.

Η τιμή του ρεύματος μέσω του σώματος του θύματος υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την έκφραση: Ih =(U3 ∙ β1 ∙ β2)/Rh.

Στη δεξιά πλευρά του σχήματος, στη θέση 2, το θύμα έρχεται σε επαφή με το δυναμικό γείωσης του αγωγού. Επηρεάζεται από τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του σημείου επαφής του χεριού και του περιγράμματος της γείωσης, η οποία εκφράζεται από την τάση αφής Upr.

Σε αυτήν την περίπτωση, το ρεύμα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την έκφραση: Ih = (Uph.z. ∙α)/Rh

Οι τιμές του συντελεστή διασποράς α μπορεί να ποικίλουν εντός 0 ÷ 1 και να λαμβάνουν υπόψη τα χαρακτηριστικά που επηρεάζουν το Upr.

Στην υπό εξέταση περίπτωση, ισχύουν τα ίδια συμπεράσματα όπως όταν πραγματοποιείται μονοφασική επαφή με το θύμα κατά την κανονική λειτουργία της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Εάν ένα άτομο βρίσκεται εκτός της τρέχουσας ζώνης διασποράς, βρίσκεται σε ασφαλή ζώνη.