Miten henkilön loukkaantumisriski arvioidaan sähköasennuksen virralla erilaisissa kokoonpanoissa olevissa sähköverkoissa?

Sähköasennuksissa tapahtuvien prosessien tuntemus mahdollistaa energiainsinöörien turvallisen käytön kaikilla jännitteillä ja virroilla, suorittaa korjaus- ja huoltotöitä sähköjärjestelmissä.

Sähköasennukseen kohdistuvien sähköiskujen välttämiseksi on huomioitava kohdan sisältämät tiedot PUE, PTB ja PTE - tärkeimmät asiakirjat, jotka ovat luoneet parhaat asiantuntijat, jotka perustuvat sähköenergian käyttöön liittyvien vaarallisten tekijöiden loukkaantuneiden ihmisten onnettomuuksien analysointiin.

Olosuhteet ja syyt altistaa henkilö sähkövirralle

Turvallisuusohjeissa erotetaan kolme syiden ryhmää, jotka selittävät työntekijöiden sähköiskun:

1. Tahallinen, tahaton lähestyminen jännitteisiin osiin, joiden jännite on alle turvallisen etäisyyden tai koskettaa niitä;

2. hätätilanteiden syntyminen ja kehittyminen;

3.olemassa olevien sähköasennusten työntekijöiden käyttäytymissääntöjä koskevien käsikirjojen vaatimusten rikkominen.

Henkilön loukkaantumisvaaran arviointi koostuu uhrin kehon läpi kulkevien virtojen suuruuden määrittämisestä laskelmilla. Samalla on otettava huomioon monet tilanteet, joissa sähköasennuksessa voi sattua kosketuksia satunnaisesti. Lisäksi niihin syötetty jännite vaihtelee monista syistä riippuen, mukaan lukien sähköpiirin olosuhteet ja toimintatavat, sen energiaominaisuudet.

Sähkövirran aiheuttamat henkilövammat

Jotta virta voisi kulkea uhrin kehon läpi, on tarpeen luoda sähköpiiri yhdistämällä vähintään kaksi piirin pistettä, joilla on potentiaaliero - jännite. Seuraavat olosuhteet voivat ilmetä sähkölaitteissa:

1. Eri napojen (vaiheiden) samanaikainen kaksivaiheinen tai kaksinapainen kosketus;

2. yksivaiheinen tai yksinapainen kosketus piiripotentiaaliin, kun henkilöllä on suora galvaaninen yhteys maapotentiaaliin;

3. vahingossa kosketuksen luominen sähköasennuksen johtaviin osiin, jotka olivat onnettomuuden kehittymisen seurauksena jännitteen alaisia;

4. joutuminen askeljännitteen vaikutuksen alaisena, kun syntyy potentiaaliero niiden pisteiden välille, joilla jalat tai muut kehon osat sijaitsevat samanaikaisesti.

Tässä tapauksessa uhrin sähköinen kosketus sähköasennuksen virtaa kuljettavaan osaan voi tapahtua, minkä PUE pitää koskettavana:

1. suoraan;

2. tai epäsuorasti.

Ensimmäisessä tapauksessa se syntyy suoralla kosketuksella jännitteen alaisena olevan jännitteellisen osan kanssa ja toisessa koskettamalla piirin eristämättömiä osia, kun vaarallinen potentiaali on kulkenut niiden läpi onnettomuuden sattuessa.

Sähköasennuksen turvallisen toiminnan edellytysten määrittämiseksi ja työpaikan valmistelemiseksi siinä oleville työntekijöille on tarpeen:

1. analysoida tapauksia, joissa voidaan luoda polkuja sähkövirran kulkua varten huoltohenkilöstön kehon läpi;

2. vertaa sen suurinta mahdollista arvoa nykyisiin sallittuihin vähimmäisstandardeihin;

3. tekee päätöksen toimenpiteiden toteuttamisesta sähköturvallisuuden varmistamiseksi.

Sähköasennuksissa olevien ihmisten loukkaantumisolosuhteiden analysoinnin ominaisuudet

Uhrin kehon läpi kulkevan virran suuruuden arvioimiseksi verkossa, jossa on tasa- tai vaihtojännite, käytetään seuraavan tyyppisiä nimityksiä:

1. vastukset:

• Rh — ihmiskehossa;

• R0 — maadoituslaitteelle;

Ris - eristävä kerros suhteessa maan ääriviivaan;

2. Virrat:

Ih — ihmiskehon kautta;

Iz — oikosulku maasilmukkaan;

3. korostaa;

Uc — piirit, joissa on vakio- tai yksivaiheinen vaihtovirta;

Ul — lineaarinen;

Uf — vaihe;

Upr — koskettaa;

Korva - portaat.

Tässä tapauksessa seuraavat tyypilliset kaaviot uhrin kytkemiseksi verkkojen jännitepiireihin ovat mahdollisia:

1. tasavirta:

• johdinkoskettimen yksinapainen kosketin, jonka potentiaali on eristetty maadoituspiiristä;

• piiripotentiaalin yksinapainen kosketus maadoitettuun napaan;

• bipolaarinen kosketus;

2. kolmivaiheiset verkot;

• yksivaiheinen kosketus yhden mahdollisen johtimen kanssa (yleistetty tapaus);

• kaksivaiheinen kosketin.

Vikapiirit DC-piireissä

Yksinapainen ihmiskontakti maasta eristettyyn potentiaaliin

Jännitteen Uc vaikutuksesta virta Ih kulkee väliaineen kaksinkertaisen eristysresistanssin läpi alemman johtimen, uhrin kehon (käsi-jalka) ja maasilmukan peräkkäin muodostetun potentiaalipiirin läpi.

Yksinapainen ihmiskontakti maanapapotentiaalin kanssa

Tässä piirissä tilannetta pahentaa kytkemällä maapiiriin potentiaalijohdin, jonka resistanssi R0 on lähellä nollaa ja paljon pienempi kuin uhrin kehon ja ulkoisen ympäristön eristävän kerroksen.

Vaaditun virran voimakkuus on suunnilleen yhtä suuri kuin verkkojännitteen suhde ihmiskehon vastukseen.

Bipolaarinen ihmiskontakti verkkopotentiaalien kanssa

Verkkojännite syötetään suoraan uhrin kehoon, ja hänen kehonsa läpi kulkevaa virtaa rajoittaa vain hänen oma mitätön vastus.

Yleiset vikakuviot kolmivaiheisissa vaihtovirtapiireissä

Ihmiskontaktin luominen vaihepotentiaalin ja maan välille

Periaatteessa piirin jokaisen vaiheen välillä on resistanssi ja syntyy maapotentiaali ja kapasitanssi. Jännitelähteen käämien nollalla on yleinen resistanssi Zn, jonka arvo vaihtelee piirin eri maadoitusjärjestelmissä.

Kunkin piirin johtavuuden ja vaihejännitteen Uf läpi kulkevan virran Ih kokonaisarvon laskentakaavat on esitetty kuvassa kaavoilla.

Ihmiskontaktin muodostuminen kahden vaiheen välillä

Suurin arvo ja vaara on virtapiirin läpi kulkeva virta, joka syntyy uhrin kehon suorien kontaktien väliin vaihejohtimien kanssa. Tässä tapauksessa osa virrasta voi kulkea tietä pitkin maan ja väliaineen eristysvastuksen läpi.

Kaksivaiheisen kosketuksen ominaisuudet

Tasavirta- ja kolmivaiheisissa vaihtovirtapiireissä kahden eri potentiaalin välinen kosketus on vaarallisinta. Tämän järjestelmän avulla henkilö joutuu suurimman stressin vaikutuksen alaisena.

Piirissä, jossa on vakiojännitesyöttö, uhrin läpi kulkeva virta lasketaan kaavalla Ih = Uc / Rh.

Kolmivaiheisessa vaihtovirtaverkossa tämä arvo lasketaan suhteessa Ih = Ul / Rh =√3Uph / Rh.

Ottaen huomioon, että ihmiskehon keskimääräinen sähkövastus on 1 kilohm, laskemme verkossa esiintyvän virran vakio- ja vaihtojännitteellä 220 volttia.

Ensimmäisessä tapauksessa se on: Ih = 220/1000 = 0,22A. Tämä 220 mA:n arvo riittää uhrille kouristelevan lihassupistuksen, kun hän ilman apua ei enää pysty vapautumaan tahattoman kosketuksen - pitovirran - vaikutuksista.

Toisessa tapauksessa Ih = (220·1,732)/1000 = 0,38A. Tällä 380 mA:n arvolla on hengenvaarallinen loukkaantumisvaara.

Kiinnitämme huomiota myös siihen, että vaihtojännitteisessä kolmivaiheisessa verkossa nollan asennolla (se voidaan eristää maasta tai kytkeä oikosulku) on hyvin vähän vaikutusta virran Ih arvoon. Sen pääosa ei kulje maapiirin läpi, vaan vaihepotentiaalien välillä.

Jos henkilö on käyttänyt suojavarusteita, jotka varmistavat hänen luotettavan eristyksensä maan muodoista, ne ovat tällaisessa tilanteessa hyödyttömiä eivätkä auta.

Yksivaiheisen hanan ominaisuudet

Kolmivaiheinen verkko tukevasti maadoitetulla nollalla

Uhri koskettaa yhtä vaihejohtimista ja putoaa sen ja maapiirin välisen potentiaalieron alle. Tällaisia ​​tapauksia esiintyy useimmiten.

Vaikka vaihe-maajännite on 1,732 kertaa pienempi kuin verkkojännite, tällainen tapaus on edelleen vaarallinen. Uhrin tila voi huonontua:

• neutraali tila ja sen yhteyden laatu;

• johtimien dielektrisen kerroksen sähkövastus suhteessa maapotentiaaliin;

• kenkien tyyppi ja niiden dielektriset ominaisuudet;

• maaperän vastustuskyky uhrin paikalla;

• muut asiaan liittyvät tekijät.

Virran Ih arvo voidaan tässä tapauksessa määrittää suhteesta:

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

Muista, että ihmiskehon resistanssit Rh, kenkien Rb, lattian Rp ja maan resistanssit neutraalissa R0:ssa on otettu ohmeina.

Mitä pienempi nimittäjä, sitä vahvempi virta. Jos työntekijällä on esimerkiksi johtavia kenkiä, hänen jalkansa ovat märät tai jalkaterät metallinauloilla ja hän on myös metallilattialla tai märällä maaperällä, voidaan olettaa, että Rb = Rp = 0. Tämä takaa pahin tapaus uhrin hengelle.

Ih = Uph / (Rh + R0).

220 voltin vaihejännitteellä saadaan Ih = 220/1000 = 0,22 A. Tai tappava virta 220 mA.

Lasketaan nyt vaihtoehto, kun työntekijä käyttää suojavarusteita: dielektrisiä kenkiä (Rp = 45 kOhm) ja eristävää pohjaa (Rp = 100 kOhm).

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

Se sai turvallisen virran arvon 1,5 mA.

Kolmivaiheinen verkko eristetyllä nollalla

Virtalähteen nollalla ei ole suoraa galvaanista yhteyttä maapotentiaaliin. Vaihejännite kohdistetaan eristyskerroksen Rot resistanssiin, jolla on erittäin korkea arvo, jota ohjataan käytön aikana ja pidetään jatkuvasti hyvässä kunnossa.

Ihmiskehon läpi kulkeva virran ketju riippuu tästä arvosta kussakin vaiheessa.Jos otamme huomioon kaikki virtavastuskerrokset, sen arvo voidaan laskea kaavalla: Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + (Riz / 3)).

Pahimmassa tapauksessa, kun luodaan olosuhteet maksimaaliselle johtavuudelle kenkien ja lattian läpi, lauseke saa muotoa: Ih = Uph / (Rh + (Rf / 3)).

Jos tarkastellaan 220 voltin verkkoa, jonka kerroseristys on 90 kΩ, saadaan: Ih = 220 / (1000+ (90000/3)) = 0,007 A. Tällainen 7 mA:n virta tuntuu hyvältä, mutta se ei voi aiheuttaa kuolemaan johtava vamma.

Huomaa, että olemme tarkoituksella jättäneet pois lian ja kenkien kestävyyden tässä esimerkissä. Jos otamme ne huomioon, virta pienenee turvalliseen arvoon, luokkaa 0,0012 A tai 1,2 mA.

Johtopäätökset:

1. Järjestelmissä, joissa on eristetty neutraali tila, on helpompi varmistaa työntekijöiden turvallisuus. Tämä riippuu suoraan johtimien dielektrisen kerroksen laadusta;

2. Samoissa olosuhteissa yhden vaiheen potentiaalia koskettava piiri, jossa on maadoitettu nolla, on vaarallisempi kuin eristetty.

Yksivaiheisen koskettimen hätätila kolmivaiheisessa verkossa, jossa on maadoitettu nolla

Tarkastellaan tapausta koskettaa sähkölaitteen metallirunkoa, jos dielektrisen kerroksen eristys vaihepotentiaalissa on rikki sen sisällä. Kun henkilö koskettaa tätä kehoa, virta kulkee hänen kehonsa läpi maahan ja sitten nollan kautta jännitelähteeseen.

Vastaava piiri näkyy alla olevassa kuvassa. Resistanssin Rn omistaa laitteen luoma kuorma.

Eristysvastus Rot yhdessä R0:n ja Rh:n kanssa rajoittaa vaiheiden välistä kosketusvirtaa. Se ilmaistaan ​​suhteella: Ih = Uph / (Rh + Rot + Ro).

Tässä tapauksessa yleensä, jopa suunnitteluvaiheessa valittaessa materiaaleja tapaukseen, jossa R0 = 0, ne pyrkivät noudattamaan ehtoa: Rf>(Uph /Ihg)- Rh.

Ihg:n arvoa kutsutaan huomaamattoman virran kynnykseksi, jonka arvoa henkilö ei tunne.

Päättelemme: kaikkien jännitteisten osien dielektrisen kerroksen vastus maanpinnan muotoon määrää sähköasennuksen turvallisuusasteen.

Tästä syystä kaikki tällaiset vastukset normalisoidaan ja raportoidaan hyväksytyistä taulukoista. Samaa tarkoitusta varten ei normalisoida itse eristysvastuksia, vaan niiden läpi kulkevia vuotovirtoja testien aikana.

Askeljännite

Sähköasennuksissa voi useista syistä tapahtua onnettomuus, kun vaihepotentiaali koskettaa suoraan maasilmukkaa. Jos ilmajohdossa yksi johtimista katkeaa erityyppisten mekaanisten kuormien vaikutuksesta, tässä tapauksessa tapahtuu samanlainen tilanne.

Tässä tapauksessa johtimen kosketuspisteeseen maan kanssa muodostuu virta, joka luo kosketuskohdan ympärille diffuusiovyöhykkeen - alueen, jonka pinnalle syntyy sähköpotentiaali. Sen arvo riippuu sulkemisvirrasta Ic ja maaperän erityisestä tilasta r.

Tämän vyöhykkeen rajoissa oleva henkilö joutuu Ush-jalan jännityksen vaikutuksen alle, kuten kuvan vasemmassa puoliskossa näkyy. Diffuusiovyöhykkeen alue on rajattu ääriviivaan, jossa ei ole potentiaalia.

Askeljännitteen arvo lasketaan kaavalla: Ush = Uz ∙ β1 ∙ β2.

Se ottaa huomioon vaihejännitteen virran jakautumispisteessä — Uz, joka määräytyy jännitteen jakautumisominaisuuksien kertoimilla β1 ja kenkien ja jalkojen vastusten vaikutuksella β2. β1:n ja β2:n arvot on julkaistu hakuteoksissa.

Uhrin kehon läpi kulkevan virran arvo lasketaan lausekkeella: Ih =(U3 ∙ β1 ∙ β2)/Rh.

Kuvan oikealla puolella, asennossa 2, uhri koskettaa johtimen maapotentiaalia. Siihen vaikuttaa käden kosketuspisteen ja maan ääriviivan välinen potentiaaliero, joka ilmaistaan ​​kosketusjännitteellä Upr.

Tässä tilanteessa virta lasketaan käyttämällä lauseketta: Ih = (Uph.z. ∙α)/Rh

Dispersiokertoimen α arvot voivat vaihdella välillä 0 ÷ 1 ja niissä otetaan huomioon Upr:iin vaikuttavat ominaisuudet.

Tarkasteltavana olevassa tilanteessa pätevät samat päätelmät kuin otettaessa yksivaiheinen kosketus uhriin sähköasennuksen normaalin käytön aikana.

Jos henkilö on nykyisen hajavyöhykkeen ulkopuolella, hän on turvallisella alueella.