Электробезопасность, оценка опасности прикосновения к токоведущим проводам. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра аэрологии, охраны труда и окружающей среды

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Методические указания

по проведению практических занятий

"электробезопасность.

оценка опасности прикосновения

к токоведущим проводам"

для всех уровней и направлений

высшего профессионального образования

Тула 2002

Разработали: , д. т. н., профессор;

, ассистент.

1. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током, разделяются на три группы:

-  факторы электрического характера (сила тока, род и частота тока, величина напряжения, сопротивление цепи человека электрическому току);

-  факторы неэлектрического характера (индивидуальные особенности человека,  фактор внимания, продолжительность действия тока,  путь тока через человека);

-  факторы окружающей среды.

Ток, проходящий через человека, является главным поражающим фактором при электротравме. Различные по величине токи оказывают различное воздействие на человека. Выделяются следующие пороговые значения электрического тока:

ощутимый ток – наименьшее значение электрического тока, вызывающего ощутимые раздражения при прохождении через организм (0,6-1,5 мА при переменном токе частотой 50 Гц и 5-7 мА при постоянном токе);

неотпускающий ток – наименьшее значение электрического тока, вызывающего при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник (10-15 мА при 50 Гц и 50-80 мА при постоянном токе), то есть он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, отбросить от себя провод, оказываясь как бы прикованным к токоведущей части;

фибрилляционныйток – наименьшее значение электрического тока, вызывающего при прохождении через организм фибрилляцию (быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы) сердца (100 мА при 50 Гц и 300 мА при постоянном токе).

Электрическое сопротивление цепи человека (R_ч) представляет собой эквивалентное сопротивление нескольких элементов, включающихся последовательно:

- сопротивление тела человека r_т.ч ;

- сопротивление одежды r_од (если человек прикоснулся к частям под напряжением защищенным одеждой участком тела);

- сопротивление подошвы обуви r'_об;

- сопротивление опорной поверхности ног r'_п .

Как видно из схем на рис. 1 сопротивление цепи человека электрическому току R_ч рассчитывается при различных прикосновениях к участку под напряжением относительно опорной поверхности ног следующим образом:

а) однополюсное и однофазное включения или попадание под напряжение прикосновения:

R_ч = r_т.ч  + r_од + 0,5(r'_об + r'_п);                     (1)

б) двухполюсное или двухфазное включения человека:

R_ч = r_т.ч  + 2r_од ;                                           (2)

в) при попадании под напряжение шага:

R_ч = r_т.ч  + 2(r'_об + r'_п).                                 (3)

Рис. 1. Характерные схемы попадания человека под напряжение и эквивалентные им схемы цепи человека:

а) прикосновение к части под напряжением при стекании тока через тело человека к опорной поверхности ног; б) одновременное прикосновение к двум частям под напряжением при протекании тока по пути рука – рука; в) при попадании под напряжение шага.

Так как сопротивление тела электрическому току нелинейно и нестабильно и вести расчеты с такими сопротивлениями сложно, условились считать, что сопротивление тела человека составляет 1000 Ом.

Электрическое сопротивление одежды зависит от вида и влажности ткани. Электрическое сопротивление хлопчатобумажной ткани при площади электрода 100 см² для сухой ткани составляет 10-15 кОм, для влажной – 0,5-1 кОм [1].

Электрическое сопротивление обуви зависит от материала подошвы, состояния помещения и напряжения (табл. 1).

Таблица 1

Ориентировочные значения сопротивления обуви

Помещение	Материал подошвы	Сопротивление, кОм, при напряжении сети, В
		до 65	127	220	выше 220
Сухое	кожа	200	150	100	50
	резина	500	500	500	500
Влажное и сырое	кожа	1,6	0,8	0,5	0,2
	резина	2,0	1,8	1,5	1,0

Электрическое сопротивление опорной поверхности ног на полу (сопротивление пола) зависит от материала и степени влажности пола (табл.2).

Таблица 2

Ориентировочные значения сопротивления пола

Материал пола	Сопротивление опорной поверхности ног, кОм			Материал пола	Сопротивление опорной поверхности ног, к Ом
	Пол сухой	Пол влажный	Пол мокрый		Пол сухой	Пол влажный	Пол мокрый
Металл	0,01	0	0	Линолеум	1500	50	4
Земля	20	0,8	0,3	Бетон	2000	0,9	0,1
Дерево	30	3	0,3	Асфальт	2000	10	0,8
Метлахская плитка	25	2	0,3	Кирпич	10	1,5	0,8

2. Опасность эксплуатации электрических сетей

Для анализа опасности эксплуатации электрических сетей установлены зависимости, позволяющие определить величину тока I_ч, протекающего через человека в случае прикосновения к неизолированным токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением, в зависимости от вида прикосновения и вида электрической сети (см. Приложение).

Прикосновения могут быть одно- и двухфазными в трехфазных сетях, а также одно- и двухполюсными в однофазных сетях.

Опасность сетей однофазного тока. В формулах (4) – (8) приняты следующие условные обозначения: R_к – переходное сопротивление в месте замыкания на землю (для расчетов примем R_к = 100 Ом);

U – напряжение сети постоянного тока или однофазной сети;

R_о – сопротивление рабочего заземления нейтрали (R_о = 4 Ом);

R_из – сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли (в  нормальных  условиях эксплуатации R_из  ≥ 50 000 Ом).

Однофазные сети могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку.

При однополюсном прикосновении к проводу изолированной сети человек оказывается "подключенным" к другому проводу через сопротивление утечки. Для упрощения выводов примем, что сопротивление утечки обоих проводов