Bagaimanakah risiko kecederaan kepada seseorang dinilai oleh arus pemasangan elektrik dalam rangkaian elektrik dengan konfigurasi yang berbeza?

Pengetahuan tentang proses yang berlaku dalam pemasangan elektrik membolehkan jurutera kuasa mengendalikan peralatan dengan selamat dengan sebarang voltan dan jenis arus, untuk menjalankan kerja pembaikan dan penyelenggaraan sistem elektrik.

Untuk mengelakkan kes renjatan elektrik pada pemasangan elektrik, maklumat yang terkandung dalam PUE, PTB dan PTE — dokumen utama yang dicipta oleh pakar terbaik berdasarkan analisis kemalangan dengan orang yang cedera oleh faktor berbahaya yang mengiringi operasi tenaga elektrik.

Keadaan dan sebab mendedahkan seseorang kepada arus elektrik

Dokumen panduan keselamatan membezakan tiga kumpulan punca yang menjelaskan renjatan elektrik pekerja:

1. pendekatan yang disengajakan dan tidak disengajakan untuk menghidupkan bahagian dengan voltan pada jarak kurang selamat atau menyentuhnya;

2. kemunculan dan perkembangan situasi kecemasan;

3.pelanggaran keperluan yang dinyatakan dalam manual yang menetapkan peraturan tingkah laku pekerja dalam pemasangan elektrik sedia ada.

Penilaian bahaya kecederaan kepada seseorang terdiri daripada menentukan dengan pengiraan magnitud arus yang melalui badan mangsa. Pada masa yang sama, banyak situasi mesti diambil kira apabila sentuhan boleh berlaku di tempat rawak pada pemasangan elektrik. Di samping itu, voltan yang digunakan untuk mereka berbeza-beza bergantung kepada banyak sebab, termasuk keadaan dan mod operasi litar elektrik, ciri tenaganya.

Keadaan untuk kecederaan kepada orang daripada arus elektrik

Agar arus mengalir melalui badan mangsa, adalah perlu untuk mencipta litar elektrik dengan menyambungkan sekurang-kurangnya dua titik litar yang mempunyai perbezaan potensi - voltan. Keadaan berikut mungkin berlaku dengan peralatan elektrik:

1. Sentuhan dua fasa atau dua kutub serentak bagi kutub yang berbeza (fasa);

2. hubungan satu fasa atau satu kutub dengan potensi litar, apabila seseorang mempunyai sambungan galvanik langsung dengan potensi bumi;

3. secara tidak sengaja mewujudkan sentuhan dengan elemen konduktif pemasangan elektrik yang berada di bawah voltan akibat daripada perkembangan kemalangan;

4. jatuh di bawah tindakan voltan langkah, apabila perbezaan potensi dicipta antara titik di mana kaki atau bahagian badan lain terletak pada masa yang sama.

Dalam kes ini, sentuhan elektrik mangsa dengan bahagian pembawa arus pada pemasangan elektrik mungkin berlaku, yang dianggap oleh PUE sebagai menyentuh:

1. secara langsung;

2. atau secara tidak langsung.

Dalam kes pertama, ia dicipta melalui sentuhan langsung dengan bahagian hidup yang disambungkan di bawah voltan, dan dalam kes kedua, dengan menyentuh elemen litar yang tidak terlindung apabila potensi berbahaya telah melaluinya sekiranya berlaku kemalangan.

Untuk menentukan syarat untuk operasi yang selamat bagi pemasangan elektrik dan untuk menyediakan tempat kerja untuk pekerja di dalamnya, adalah perlu:

1. untuk menganalisis kes-kes kemungkinan penciptaan laluan untuk laluan arus elektrik melalui badan kakitangan perkhidmatan;

2. membandingkan nilai maksimum yang mungkin dengan piawaian minimum semasa yang dibenarkan;

3. membuat keputusan untuk melaksanakan langkah-langkah untuk memastikan keselamatan elektrik.

Ciri-ciri analisis keadaan kecederaan kepada orang dalam pemasangan elektrik

Untuk menganggarkan magnitud arus yang melalui badan mangsa dalam rangkaian dengan voltan DC atau AC, jenis sebutan berikut digunakan untuk:

1. rintangan:

• Rh - dalam tubuh manusia;

• R0 — untuk peranti pembumian;

Ris - lapisan penebat berbanding dengan kontur bumi;

2. arus:

Ih - melalui badan manusia;

Iz - litar pintas ke gelung bumi;

3. tekanan;

Uc — litar dengan arus ulang alik malar atau fasa tunggal;

Ul — linear;

Uf — fasa;

Upr — menyentuh;

Telinga - langkah.

Dalam kes ini, skema tipikal berikut untuk menyambungkan mangsa ke litar voltan dalam rangkaian adalah mungkin:

1. arus terus pada:

• sesentuh kutub tunggal sesentuh wayar dengan potensi terpencil daripada litar bumi;

• sentuhan unipolar potensi litar dengan tiang dibumikan;

• hubungan bipolar;

2. rangkaian tiga fasa di;

• sentuhan fasa tunggal dengan salah satu konduktor berpotensi (kes umum);

• hubungan dua fasa.

Litar rosak dalam litar DC

Hubungan manusia kutub tunggal dengan potensi terpencil dari bumi

Di bawah pengaruh voltan Uc, arus Ih melalui rintangan penebat dua kali ganda medium melalui litar yang dicipta secara berurutan potensi konduktor yang lebih rendah, badan mangsa (lengan-kaki) dan gelung tanah.

Sentuhan manusia kutub tunggal dengan potensi kutub tanah

Dalam litar ini, keadaan menjadi lebih teruk dengan menyambung ke litar tanah konduktor berpotensi dengan rintangan R0, hampir kepada sifar dan jauh lebih rendah daripada badan mangsa dan lapisan penebat persekitaran luaran.

Kekuatan arus yang diperlukan adalah lebih kurang sama dengan nisbah voltan sesalur kepada rintangan badan manusia.

Hubungan manusia bipolar dengan potensi rangkaian

Voltan sesalur digunakan terus ke badan mangsa, dan arus melalui badannya dihadkan hanya oleh rintangannya sendiri yang boleh diabaikan.

Corak kerosakan am dalam litar arus ulang alik tiga fasa

Mewujudkan hubungan manusia antara potensi fasa dan tanah

Pada asasnya terdapat rintangan antara setiap fasa litar dan potensi tanah dan kapasitansi dicipta. Sifar belitan sumber voltan mempunyai rintangan umum Zn, nilainya berbeza-beza dalam sistem pembumian litar yang berbeza.

Formula untuk mengira kekonduksian setiap litar dan jumlah nilai arus Ih melalui voltan fasa Uf ditunjukkan dalam gambar oleh formula.

Pembentukan hubungan manusia antara dua fasa

Nilai dan bahaya terbesar ialah arus yang melalui litar, yang dicipta antara sentuhan langsung badan mangsa dengan konduktor fasa. Dalam kes ini, sebahagian daripada arus boleh melalui sepanjang laluan melalui tanah dan rintangan penebat medium.

Ciri-ciri sentuhan dwifasa

Dalam litar DC dan tiga fasa AC, membuat hubungan antara dua potensi berbeza adalah yang paling berbahaya. Dengan skim ini, seseorang jatuh di bawah pengaruh tekanan terbesar.

Dalam litar dengan bekalan voltan malar, arus melalui mangsa dikira dengan formula Ih = Uc / Rh.

Dalam rangkaian AC tiga fasa, nilai ini dikira mengikut nisbah Ih = Ul / Rh =√3Uph / Rh.

Memandangkan purata rintangan elektrik badan manusia ialah 1 kilohm, kami mengira arus yang berlaku dalam rangkaian dengan voltan malar dan berselang-seli sebanyak 220 volt.

Dalam kes pertama ia akan menjadi: Ih = 220/1000 = 0.22A. Nilai 220 mA ini adalah mencukupi untuk mangsa mengalami penguncupan otot sawan apabila, tanpa bantuan, dia tidak lagi dapat membebaskan dirinya daripada kesan sentuhan tidak sengaja — arus penahan.

Dalam kes kedua Ih = (220·1.732)/1000= 0.38A. Pada nilai 380 mA ini, terdapat risiko kecederaan yang membawa maut.

Kami juga memberi perhatian kepada fakta bahawa dalam rangkaian tiga fasa dengan voltan berselang-seli, kedudukan neutral (ia boleh diasingkan dari tanah atau litar pintas yang disambungkan ke belakang) mempunyai pengaruh yang sangat kecil terhadap nilai arus Ih . Bahagian utamanya tidak melalui litar bumi, tetapi antara potensi fasa.

Sekiranya seseorang telah menggunakan peralatan pelindung yang memastikan pengasingannya yang boleh dipercayai dari kontur bumi, maka dalam keadaan sedemikian mereka akan menjadi tidak berguna dan tidak akan membantu.

Ciri-ciri paip satu fasa

Rangkaian tiga fasa dengan neutral yang dibumikan dengan kukuh

Mangsa menyentuh salah satu wayar fasa dan jatuh di bawah beza keupayaan antaranya dan litar tanah. Kes sedemikian berlaku paling kerap.

Walaupun voltan fasa ke bumi adalah 1.732 kali lebih rendah daripada voltan sesalur, kes sebegini tetap berbahaya. Keadaan mangsa mungkin bertambah teruk:

• mod neutral dan kualiti sambungannya;

• rintangan elektrik lapisan dielektrik konduktor berbanding dengan potensi tanah;

• jenis kasut dan sifat dielektriknya;

• rintangan tanah di tapak mangsa;

• faktor lain yang berkaitan.

Nilai Ih semasa dalam kes ini boleh ditentukan daripada nisbah:

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

Ingat bahawa rintangan badan manusia Rh, kasut Rb, lantai Rp dan tanah pada neutral R0 diambil dalam ohm.

Semakin kecil penyebut, semakin kuat arus. Jika, sebagai contoh, seorang pekerja memakai kasut konduktif, kakinya basah atau kakinya dilapisi dengan paku logam, dan dia juga berada di atas lantai logam atau tanah basah, maka kita boleh mengandaikan bahawa Rb = Rp = 0. Ini menjamin kes terburuk seumur hidup mangsa.

Ih = Uph / (Rh + R0).

Dengan voltan fasa 220 volt, kita mendapat Ih = 220/1000 = 0.22 A. Atau arus maut 220 mA.

Sekarang mari kita mengira pilihan apabila pekerja menggunakan peralatan pelindung: kasut dielektrik (Rp = 45 kOhm) dan tapak penebat (Rp = 100 kOhm).

Ih = 220/(1000+ 45000 + 10000) = 0.0015 A.

Ia memperoleh nilai semasa selamat 1.5 mA.

Rangkaian tiga fasa dengan neutral terpencil

Tiada sambungan galvanik langsung neutral sumber arus ke potensi tanah. Voltan fasa digunakan pada rintangan lapisan penebat Rot, yang mempunyai nilai yang sangat tinggi, yang dikawal semasa operasi dan sentiasa dikekalkan dalam keadaan baik.

Rantaian aliran arus melalui badan manusia bergantung kepada nilai ini dalam setiap fasa.Jika kita mengambil kira semua lapisan rintangan semasa, maka nilainya boleh dikira dengan formula: Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + (Riz / 3)).

Dalam kes yang paling teruk, apabila keadaan dicipta untuk kekonduksian maksimum melalui kasut dan lantai, ungkapan akan mengambil bentuk: Ih = Uph / (Rh + (Rf / 3)).

Jika kita menganggap rangkaian 220 volt dengan penebat lapisan 90 kΩ, kita dapat: Ih = 220 / (1000+ (90000/3)) = 0.007 A. Arus 7 mA sedemikian akan terasa baik, tetapi ia tidak boleh menyebabkan kecederaan maut.

Ambil perhatian bahawa kami sengaja meninggalkan rintangan tanah dan kasut dalam contoh ini. Jika kita mengambil kira mereka, arus akan berkurangan kepada nilai selamat, pada susunan 0.0012 A atau 1.2 mA.

Kesimpulan:

1. Dalam sistem dengan mod neutral terpencil, lebih mudah untuk memastikan keselamatan pekerja. Ini secara langsung bergantung kepada kualiti lapisan dielektrik wayar;

2. Dalam keadaan yang sama, menyentuh potensi satu fasa, litar dengan neutral dibumikan adalah lebih berbahaya daripada yang terpencil.

Mod kecemasan kenalan fasa tunggal dalam rangkaian tiga fasa dengan neutral dibumikan

Mari kita pertimbangkan kes menyentuh badan logam peranti elektrik, jika penebat lapisan dielektrik pada potensi fasa rosak di dalamnya. Apabila seseorang menyentuh badan ini, arus akan mengalir melalui badan mereka ke tanah dan kemudian melalui neutral ke sumber voltan.

Litar setara ditunjukkan dalam gambar di bawah. Rintangan Rn dimiliki oleh beban yang dicipta oleh peranti.

Rintangan penebat Reput bersama-sama dengan R0 dan Rh mengehadkan arus sentuhan antara fasa. Ia dinyatakan dengan nisbah: Ih = Uph / (Rh + Rot + Ro).

Dalam kes ini, sebagai peraturan, walaupun pada peringkat reka bentuk, memilih bahan untuk kes apabila R0 = 0, mereka cuba mematuhi syarat: Rf>(Uph /Ihg)- Rh.

Nilai Ihg dipanggil ambang arus yang tidak dapat dilihat, nilai yang tidak akan dirasakan oleh seseorang.

Kami membuat kesimpulan: rintangan lapisan dielektrik semua bahagian hidup ke kontur tanah menentukan tahap keselamatan pemasangan elektrik.

Atas sebab ini, semua rintangan tersebut dinormalkan dan dilaporkan daripada jadual yang diluluskan. Untuk tujuan yang sama, bukan rintangan penebat sendiri dinormalisasi, tetapi arus kebocoran yang melaluinya semasa ujian.

Voltan langkah

Dalam pemasangan elektrik, atas pelbagai sebab, kemalangan boleh berlaku apabila potensi fasa terus menyentuh gelung tanah. Jika pada talian kuasa atas salah satu konduktor pecah di bawah pengaruh pelbagai jenis beban mekanikal, maka dalam kes ini keadaan yang sama berlaku.

Dalam kes ini, arus dijana pada titik sentuhan konduktor dengan tanah, yang mewujudkan zon resapan di sekitar titik sentuhan - kawasan di permukaan yang mana potensi elektrik muncul. Nilainya bergantung kepada Ic arus penutupan dan keadaan tanah tertentu r.

Seseorang yang berada dalam had zon ini jatuh di bawah pengaruh ketegangan kaki Ush, seperti yang ditunjukkan pada separuh kiri gambar. Kawasan zon resapan dibatasi oleh kontur di mana tidak ada potensi.

Nilai voltan langkah dikira dengan formula: Ush = Uz ∙ β1 ∙ β2.

Ia mengambil kira voltan fasa pada titik pengagihan arus — Uz, yang ditentukan oleh pekali ciri pengagihan voltan β1 dan pengaruh rintangan kasut dan kaki β2. Nilai β1 dan β2 diterbitkan dalam buku rujukan.

Nilai arus melalui badan mangsa dikira menggunakan ungkapan: Ih =(U3 ∙ β1 ∙ β2)/Rh.

Di sebelah kanan rajah, dalam kedudukan 2, mangsa membuat sentuhan dengan potensi tanah konduktor. Ia dipengaruhi oleh perbezaan potensi antara titik sentuhan tangan dan kontur tanah, yang dinyatakan oleh voltan sentuh Upr.

Dalam keadaan ini, arus dikira menggunakan ungkapan: Ih = (Uph.z. ∙α)/Rh

Nilai pekali penyebaran α boleh berbeza-beza dalam 0 ÷ 1 dan mengambil kira ciri-ciri yang mempengaruhi Upr.

Dalam situasi yang sedang dipertimbangkan, kesimpulan yang sama berlaku seperti semasa membuat sentuhan fasa tunggal dengan mangsa semasa operasi biasa pemasangan elektrik.

Jika seseorang berada di luar zon penyebaran semasa, mereka berada dalam zon selamat.