Tous les cas de choc électrique sur une personne à la suite d'un choc électrique résultent du contact d'au moins deux points du circuit électrique, entre lesquels il existe une différence de potentiel. Le danger d'un tel contact dépend en grande partie des caractéristiques du réseau électrique et du schéma pour y inclure une personne. Après avoir déterminé l'ampérage / heure traversant une personne, en tenant compte de ces facteurs, vous pouvez sélectionner des mesures de protection appropriées pour réduire le risque de blessure.
Inclusion biphasée d'une personne dans le circuit de courant (Fig. 8.1, a). Cela arrive assez rarement, mais c'est plus dangereux par rapport au monophasé, car la tension la plus élevée de ce réseau est appliquée au corps - linéaire, et le courant, A, traversant une personne ne dépend pas du circuit du réseau, de son mode neutre et d'autres facteurs, c'est-à-dire e.
I \u003d Ul / Rch \u003d √ 3Uph / Rch,
où Ul et Uf - tension linéaire et phase, V; Rh est la résistance du corps humain, Ohm (selon les règles pour les installations électriques dans les calculs, Rh est pris égal à 1000 Ohm).
Des cas de contact biphasé peuvent survenir lorsque vous travaillez avec un équipement électrique sans couper la tension, par exemple, lors du remplacement d'un fusible grillé à l'entrée d'un bâtiment, en utilisant des gants diélectriques avec du caoutchouc rompu, en connectant un câble à des pinces non protégées d'un transformateur de soudage, etc.
Inclusion monophasée. Le courant traversant une personne est influencé par divers facteurs, ce qui réduit le risque de blessure par rapport au contact biphasé.
Figure: 8.1. Schémas de l'inclusion possible d'une personne dans un réseau de courant triphasé:
a - contact biphasé; b- contact monophasé dans le réseau avec neutre mis à la terre; c - contact monophasé dans un réseau avec un neutre isolé
Dans un réseau monophasé à deux fils, isolé de la terre, l'intensité du courant, A, traversant une personne, lorsque la résistance d'isolement des fils est égale à la terre r1 \u003d r2 \u003d r, est déterminée par la formule
Ich \u003d U / (2Rh + r),
où U est la tension du secteur, V; r - résistance d'isolement, Ohm.
Dans un réseau à trois fils avec un neutre isolé, à r1 \u003d r2 \u003d r3 \u003d r, le courant ira du lieu de contact à travers le corps humain, les chaussures, le sol et l'isolation imparfaite vers d'autres phases (Fig. 8.1, b). ensuite
Ich \u003d Uph / (Ro + r / 3),
où Ro est la résistance totale, Ohm; RO \u003d Rh + Rop + Rp; Rob - résistance des chaussures, cm: pour les chaussures en caoutchouc Rab ≥ 50 000 Ohm; Rn - résistance du plancher, Ohm: pour un parquet sec, Rp \u003d 60 000 Ohm; d - résistance d'isolement des fils, Ohm (selon le PUE, elle doit être d'au moins 0,5 mégohm par phase de la section de réseau avec une tension jusqu'à 1000 V).
Dans les réseaux triphasés à quatre fils, le courant passera par la personne, ses chaussures, le sol, mettant à la terre le neutre de la source et le fil neutre (Figure 8.1, c). La force du courant, A, passant par une personne,
Ich \u003d Uph (Ro + Rn),
où RH est la résistance de terre neutre, Ohm. En négligeant la résistance RH, on obtient:
Dans les entreprises agricoles, on utilise principalement des réseaux électriques à quatre fils avec une tension neutre à la terre jusqu'à 1000 V. Leur avantage est que grâce à eux, deux tensions de fonctionnement peuvent être obtenues: UL linéaire \u003d 380 V et phase Uph \u003d 220 V. Ces réseaux ne sont pas présentés exigences élevées pour la qualité de l'isolation des fils et ils sont utilisés avec un grand réseau de dérivation. Un peu moins souvent, un réseau à trois fils avec un neutre isolé est utilisé à des tensions allant jusqu'à 1000 V - plus sûr si la résistance d'isolement des fils est maintenue à un niveau élevé.
Tension tactile. Cela se produit lorsque vous touchez des installations électriques sous tension ou des parties métalliques de l'équipement.
Tension de pas. Cette tension Ush sur le corps humain lorsque les jambes sont positionnées aux points du champ de courant se propageant à partir de l'électrode de masse ou du fil tombé au sol, là où se trouvent les pieds, lorsqu'une personne marche en direction de l'électrode de masse (fil) ou de celle-ci (Fig.8.2).
Si une jambe est à une distance x du centre du système d'électrode de masse, alors l'autre est à une distance x + a, où a est la longueur du pas. Habituellement, dans les calculs, a \u003d 0,8 m est pris.
La tension maximale dans ce cas survient au point du court-circuit actuel à la terre, et avec la distance de celle-ci, elle diminue selon la loi de l'hyperbole. On considère qu'à une distance de 20 m du point de court-circuit, le potentiel de terre est nul.
Tension de pas, V,
Figure: 8.2. Circuit de tension de pas
Même avec un petit pas de tension (50 ... 80 V), une contraction convulsive involontaire des muscles des jambes peut se produire et, par conséquent, une personne tombe au sol. Dans le même temps, il touche simultanément le sol avec ses mains et ses pieds, dont la distance est supérieure à la longueur de la foulée, de sorte que la tension agissante augmente. De plus, dans cette position d'une personne, une nouvelle voie de passage du courant se forme, affectant les organes vitaux. Cela crée une réelle menace de défaite fatale. Lorsque la longueur de pas diminue, la tension de pas diminue. Par conséquent, afin de sortir de la zone d'action du pas de tension, il faut se déplacer en sautant sur une jambe ou sur deux jambes fermées, ou par pas aussi courts que possible (dans ce dernier cas, une tension ne dépassant pas 40 V est considérée comme acceptable).
Figure: 3. Deux phases (bipolaires) touchant les pièces sous tension du système IL .
U f- tension de phase; Je h - la force du courant traversant la personne;
R h- résistance humaine; L 1 , L 2 , L 3 - conducteurs de phase.
Force actuelle ( Je h , ET) qui traverse une personne est déterminé par la formule
où U l - tension secteur, DANS;
U f - tension de phase, DANS;
R h - résistance humaine, Ohm.
Par exemple, dans un réseau électrique avec une tension de ligne de 380 DANS (U f = 220 DANS) avec la résistance du corps humain 1000 Ohm la force du courant traversant une personne est:
Cette force actuelle est mortelle pour les humains.
Avec un contact biphasé, le courant traversant une personne ne dépend pratiquement pas du mode de fonctionnement du neutre. Le risque de toucher n'est pas réduit même si la personne est bien isolée du sol.
Touche monophasée(Fig.4) se produit plusieurs fois plus souvent que biphasé, mais c'est moins dangereux, car la tension sous laquelle une personne se trouve ne dépasse pas la tension de phase, c'est-à-dire moins que linéaire de 1,73 fois et, en outre, le courant traversant une personne,
Fig. 4. Touche monophasée (unipolaire) pour les pièces sous tension du système IL .
r 1, r 2 , r 3 - résistance d'isolement des fils du réseau électrique; À partir de 1 , à partir de 2 , à partir de 3 - la capacité des fils d'alimentation.
retourne à la source (secteur) par l'isolation des fils, qui en bon état a une résistance élevée.
Force actuelle ( Je h , ET), circulant à travers une personne, pour ce cas est déterminé par la formule
où R p - résistance de transition, Ohm (la résistance du sol sur lequel se tient la personne et les chaussures); Z - résistance d'isolement du fil de phase par rapport à la terre, Ohm (composants actifs et capacitifs).
Dans la situation la plus défavorable, lorsqu'une personne porte des chaussures conductrices et se tient sur un sol conducteur ( R p ~ 0), la force du courant traversant le corps est déterminée par la formule
si un U f = 220 DANS, R h = 1 kOhm, Z = 90 kOhmpuis Je h = 220/(1000 + (90000 / 3)) = 0,007 ET (7 mA).
Réseau d'alimentation CA triphasé à quatre fils avec neutre mis à la terre (dans le système TN ).
Touche monophasée aux pièces sous tension.
Fig. 5. Monophasé (unipolaire) touchant les pièces sous tension
dans le système TN .
R 0- résistance de terre du neutre du secteur.
Dans un réseau électrique CA à quatre fils avec un neutre mis à la terre (système TN ) le courant traversant une personne retourne à la source (réseau électrique) non pas par l'isolation des fils, comme dans le cas précédent, mais par la résistance de mise à la terre neutre ( R 0 ) source de courant (Fig.5). La force du courant traversant le corps humain est déterminée par la formule:
où R 0 - résistance de terre du neutre de la source de courant, Ohm.
La résistance du dispositif de mise à la terre auquel le neutre de la source de courant est connecté à tout moment de l'année ne doit pas être supérieure à 2, 4 et 8 Ohm respectivement à des tensions de ligne de 660, 380 et 220 DANS... Cette résistance doit être assurée en tenant compte de l'utilisation d'électrodes de terre naturelles, ainsi que d'électrodes de terre de mise à la terre répétée. STYLO - ou PE - conducteur de lignes électriques aériennes (VL) avec une tension jusqu'à 1 kV... La résistance de l'électrode de terre située à proximité immédiate du neutre de la source de courant ne doit pas dépasser 15, 30 et 60 Ohm respectivement, aux mêmes tensions de ligne 660, 380 et 220 DANS.
Exemple... Dans la situation la plus défavorable, considérée ci-dessus, avec U f = 220 DANS, R h = 1000 Ohm, R p ~ 0 Ohm R 0 = 30 Ohm la force du courant traversant le corps humain sera:
Je h = 220/1000 + 30 = 0,214 ET (214 mA), qui est mortelle pour les humains.
Si les chaussures ne sont pas conductrices (par exemple, des couvre-chaussures en caoutchouc avec une résistance de 45 kOhm) et la personne se tient sur un sol non conducteur (par exemple, un parquet avec une résistance de 100 kOhm), c'est à dire. R p = 145 kOhm, alors la force du courant traversant le corps humain sera:
Je h = 220/1000 + 60 + 145000 = 0,0015 ET (1,5 mA), qui ne présente pas de danger pour l'homme.
Ainsi, toutes choses étant égales par ailleurs, le contact d'une personne avec un fil de phase d'un réseau électrique avec un neutre isolé est moins dangereux que dans un réseau électrique avec un neutre mis à la terre.
Les schémas ci-dessus pour inclure une personne dans circuit électrique Les courants alternatifs triphasés sont valables pour les conditions de fonctionnement normales (sans problème) des réseaux électriques.
En mode urgence fonctionnement d'un réseau électrique triphasé AC, l'un des fils de phase, par exemple un réseau électrique avec un neutre mis à la terre (dans le système TN ) peut être court-circuité à la terre (lorsque le système de mise à la terre de protection est déclenché, le conducteur de phase tombe à la terre, etc.) à travers la résistance R zm (fig.6).
Figure: 6. Touche monophasée (unipolaire) aux pièces sous tension en cas de fonctionnement d'urgence du réseau électrique.
R zm - résistance de court-circuit du fil de phase ( L 2 ) au sol.
La force du courant traversant le corps humain, touchant dans cette situation l'un des fils de phase utilisables ( L 1 , L 3 ), est déterminé à partir de l'équation
où R zm - la résistance du fil de phase à la terre, Ohm.
Si en même temps R zm ~ 0 ou beaucoup moins et R 0 ,et R h , alors ils peuvent être négligés, alors la force du courant traversant le corps humain sera déterminée par la formule
c'est-à-dire qu'une personne sera incluse dans le circuit électrique en deux phases, et la deuxième phase lui est connectée par ses jambes et d'un montant Je h aura un effet significatif sur la résistance transitoire R p .
À des tensions jusqu'à 1000 DANS dans des conditions industrielles, les deux schémas ci-dessus de réseaux électriques triphasés à courant alternatif sont répandus: trois fils avec neutre isolé (système IL ) et quatre fils avec neutre mis à la terre (système TN ).
Il est conseillé d'utiliser un réseau électrique avec un neutre isolé dans les cas où il est possible de maintenir un niveau élevé de résistance d'isolement des fils de phase et une capacité insignifiante de ces derniers par rapport à la terre. Il s'agit de réseaux électriques à faible dérivation qui ne sont pas exposés à un environnement agressif et sont sous la surveillance constante d'un personnel qualifié. Par exemple, dans les mines de charbon, seuls les réseaux électriques avec neutre isolé sont utilisés.
Un réseau électrique avec un neutre mis à la terre doit être utilisé là où il est impossible d'assurer une bonne isolation des fils (par exemple, en raison d'une humidité élevée ou d'un environnement agressif), lorsqu'il est impossible de trouver ou de réparer rapidement des dommages d'isolation, ou lorsque les courants capacitifs du réseau électrique, en raison de sa dérivation importante, atteignent des valeurs importantes, dangereux pour les humains.
À des tensions supérieures à 1000 DANS pour des raisons technologiques, les réseaux électriques avec une tension jusqu'à 35 kV inclusivement ont isolé neutre, plus de 35 kV - mis à la terre. Etant donné que de tels réseaux électriques ont une grande capacité de fils par rapport à la terre, il est également dangereux pour une personne de toucher leurs fils de phase, quel que soit le mode de fonctionnement du neutre de la source d'énergie. Par conséquent, le mode de fonctionnement du neutre du réseau électrique avec une tension supérieure à 1000 DANS non sélectionné pour des raisons de sécurité.
Pendant le fonctionnement des installations électriques, il n'est pas exclu qu'une personne puisse toucher des pièces sous tension qui sont sous tension. Dans la plupart des cas, il est dangereux de toucher des pièces sous tension lorsqu'une personne se tient au sol et que les chaussures P ont une certaine conductivité électrique.
Dans un complexe touristique Les deux schémas les plus typiques pour connecter un corps humain dans un circuit électrique: Entre deux fils 1 entre le fil et la terre. Dans les réseaux CA triphasés, le premier circuit est appelé commutation biphasée et le second monophasé. Dans l'hôtellerie, outre les réseaux CA triphasés, les réseaux monophasés sont largement utilisés pour alimenter divers appareils ménagers (aspirateurs, réfrigérateurs, fers à repasser).
Le schéma de connexion d'une personne à un réseau monophasé à deux fils isolé du sol est illustré à la Fig. 4.1.
Figure: 4.1. Le contact d'une personne sur le fil d'un réseau bifilaire monophasé pendant son mode de fonctionnement: a - normal; b - urgence; A, N - désignation des fils.
De tels réseaux sont obtenus à l'aide de transformateurs d'isolement. Pendant le fonctionnement normal et l'isolation de haute qualité des fils, toucher l'un d'eux réduit le risque de blessure choc électrique.
En mode urgence (Figure 4.1, b), lorsqu'un des fils est verrouillé à la masse, son isolation s'avère shuntée par la résistance du fil à la masse, qui, comme toujours, est si petite qu'elle peut être prise égale à zéro. Pour créer des réseaux monophasés à deux fils avec un fil de terre, des transformateurs monophasés sont utilisés et pour obtenir une tension de 220, les réseaux Intraphase sont connectés aux fils de phase et de neutre. Dans les deux cas, un circuit électrique se produit, dont l'un est le corps humain. Le chemin du courant à travers le corps humain dans le premier cas peut être "main-pied", et dans le second - "main-main". D'autres cas d'inclusion d'une personne dans un circuit électrique sont également possibles, par exemple, toucher des parties sous tension avec un visage, une tête, un cou ou basculer sur le trajet du courant "jambe - jambe".
Réseau triphasé à quatre fils avec neutre mis à la terre. Avec un contact biphasé (bipolaire), une personne est sous la pleine tension de fonctionnement de l'installation. Avec un contact unipolaire, ce qui arrive plus souvent, le courant dépend non seulement de la tension d'installation et de la résistance du corps humain, mais également du mode neutre, de l'état de l'isolation du réseau, des sols et des chaussures humaines.
Considérez les caractéristiques de divers réseaux électriques. Dans le complexe touristique, il y a quatre réseaux principaux avec une tension neutre étroitement mise à la terre jusqu'à 1000 V, par exemple 380/220 V. La source d'alimentation est un transformateur abaisseur triphasé dont les enroulements secondaires sont connectés par une "étoile". Le neutre de l'enroulement secondaire du transformateur abaisseur (par exemple, 1000/400 V) est étroitement mis à la terre, ce qui détermine le mode dans lequel la tension de n'importe quelle phase du réseau secondaire par rapport à la terre ne dépasse pas la tension de phase, c'est-à-dire que pour un transformateur avec une tension secondaire de 400 V, elle ne dépassera pas 230 V (chez le consommateur 220 V). De plus, en cas de rupture d'isolation entre les enroulements primaire et secondaire avec une mise à la terre du neutre en état de fonctionnement, la tension la plus élevée va au réseau secondaire par rapport à la terre, diminue considérablement en raison de la faible résistance de mise à la terre du neutre (2,4,8 Ohm ou plus pour les tensions 660, 380 et réseau triphasé 220 V (Gosstandart 12.1.030-81)).
Un schéma simplifié qui explique le contact unipolaire d'une personne sur un réseau à quatre fils avec une masse solide du neutre de la source d'alimentation (transformateur ou générateur) est illustré à la Fig. 4.2.
Figure: 4.2. Mise en marche monophasée d'une personne dans un réseau avec un neutre bien mis à la terre d'alimentations (transformateur).
En raison de la faible résistance à l'étalement du courant de la terre neutre de travail par rapport à la résistance du corps humain, il est égal à zéro. Le contact d'une personne qui se tient au sol (ou sur une structure mise à la terre, au sol) détermine un circuit électrique fermé: enroulement de la source d'alimentation - fil de ligne - corps humain - terre - fil - mise à la terre de travail - sources d'enroulement. Sur la section du circuit «corps humain», la tension de phase du réseau 220V agit sur celui-ci. - jambes ". Si, dans des conditions défavorables, la résistance du corps humain est de 1000 Ohm, alors un courant égal à 220 mA le traversera, ce qui est mortel pour lui. Si la résistance des chaussures et du sol se révèle au total comparable à la résistance du corps humain, le courant le traversant sera moindre. Par exemple, avec une résistance élevée de la section «chaussures - sol» (10000 Ohm), le courant traversant une personne sera de 20 mA. c'est-à-dire qu'elle est beaucoup moins dangereuse, mais elle provoque des douleurs, des convulsions et, dans certains cas, l'incapacité de la victime à se libérer seule de l'action du courant. Cela prouve qu'un contact monophasé d'une personne sur un réseau avec un neutre étroitement mis à la terre est toujours dangereux.
Dans la pratique de l'exploitation d'installations électriques, il peut y avoir des cas de défaut à la terre de pièces conductrices de courant, par exemple à travers le corps du récepteur électrique ou la structure métallique du câblage électrique. Si un tel court-circuit s'avère être sourd, c'est-à-dire une petite résistance de transition, l'installation par un court-circuit monophasé est désactivée par la protection maximale de la broche (le fusible fusible grille ou le disjoncteur s'éteint). Après cela, le fonctionnement normal des autres réseaux est rétabli.
Les niveaux maximaux admissibles de tension de contact et de courant pendant le fonctionnement de secours des installations électriques industrielles et domestiques dans les complexes touristiques avec une tension allant jusqu'à 1000 V et une fréquence de 50 Hz ne doivent pas dépasser les valeurs indiquées dans le tableau. 4.1 (Gosstandart 12.1.038-82).
Tableau 4.1.
Niveaux maximaux admissibles de tension et de courant de contact
|
Valeur normalisée |
Durée de l'action en cours, s |
Valeur normalisée |
|||
Réseaux triphasés avec neutre isolé de la terre.
Hébergement énergie électrique à la deuxième étape de l'alimentation électrique des entreprises industrielles, des villes et des cantons est réalisée à l'aide de câbles (dans les villes) ou de lignes aériennes (dans les villages) à la tension nominale des récepteurs électriques (transformateurs abaisseur des entreprises, des zones résidentielles) à 6,10 ou 35 kV. Ces réseaux électriques sont réalisés avec des phases I neutres de sources d'énergie (transformateurs de sous-stations régionales du système électrique) isolées de la terre ou des neutres mis à la terre par des résistances inductives importantes, sont allumées pour réduire la capacité du courant du composant d'un défaut à la terre monophasé.
En cas de défaut terre monophasé dans un réseau avec un neutre isolé de la terre, un courant circulera au point du défaut terre, provoqué par la tension de fonctionnement de l'installation et la conductivité des phases à la terre.
Les réseaux avec un neutre isolé sont assez efficaces avec une longueur relativement courte. Dans ce cas, la capacité des fils par rapport à la terre, on peut prendre égale à zéro, et la résistance des fils est suffisamment grande.
En figue. 4.3 montre l'inclusion d'une personne dans des réseaux triphasés avec neutre isolé.
Figure: 4.3. Homme touchant un fil d'un réseau triphasé à 3 fils avec un neutre isolé pendant le fonctionnement normal A. B, C - désignation du fil.
Dans les réseaux avec neutre isolé à travail normal danger d'électrocution pour une personne ayant touché l'une des phases. dépend de la résistance du conducteur à la terre, c'est-à-dire qu'à mesure que la résistance augmente, le danger diminue.
La mise à la terre de protection est l'une des mesures de protection contre les chocs électriques pour une personne qui touche des pièces métalliques non conductrices dont l'isolation est endommagée (par exemple, un court-circuit au boîtier). Le but d'une telle mise à la terre est de se connecter délibérément électriquement à la terre ou à l'équivalent TE de pièces métalliques non conductrices qui peuvent être alimentées au moyen de dispositifs mis à la terre (une combinaison de conducteurs de mise à la terre et de mise à la terre). Une ou plusieurs électrodes métalliques (par exemple, des tiges d'acier, des tuyaux), qui sont dans le sol, fournissent une résistance de contact suffisamment faible en tant qu'électrode de masse. La résistance d'un appareil mis à la terre est appelée la résistance totale, qui se compose de la résistance de propagation du courant de terre et de la résistance des conducteurs mis à la terre.
Considérez l'action de la mise à la terre de protection. Si le corps du moteur électrique (dispositif de gaine de câble) n'a pas une connexion fiable à la terre et, en raison de dommages à l'isolation, entre en contact avec la partie conductrice, une connexion monophasée d'une personne au circuit de courant se produira.
Dans le réseau, lorsqu'un court-circuit à la trame se produit, un défaut à la terre monophasé se produit.
En raison du courant relativement faible circulant vers le sol, la protection installée ne s'éteindra pas et continuera à fonctionner en mode d'urgence. Mais un courant traverse le corps d'une machine ou d'un appareil dont l'isolation est endommagée, et une tension par rapport à la terre apparaîtra entre le corps 1 et la terre (Fig.4.4).
Figure: 4.4. Court-circuit au boîtier d'un moteur électrique connecté à un réseau avec un neutre isolé.
Une personne qui sera énergisée par le toucher, ce qui peut être important et dépend de l'endroit où se trouvent les pieds de la personne, ainsi que de la conductivité électrique (résistance) de la chaussure. Comme toujours, la tension de contact est inférieure à la tension de terre.
Ainsi, la taille de la valeur de tension du boîtier mis à la terre par rapport à la terre, et par conséquent, la tension de contact dépend de la résistance de masse, et la tension de contact dépend de la résistance du dispositif mis à la terre. Pour que la tension de contact soit aussi faible que possible, la résistance de l'appareil mis à la terre doit être faible. Les installations électriques ne sont pas mises à la terre à une tension de 42 V et inférieure au courant alternatif 1 110 V et moins courant continu dans toutes les pièces et conditions de travail sans danger accru.
Parties de l'équipement électrique à mettre à la terre. A mettre à la terre: les boîtiers de machines électriques, transformateurs, appareils; entraînements d'appareils électriques et enroulements secondaires de transformateurs de soudage; cadres de tableaux distribués, tableaux de commande, armoires d'éclairage et d'alimentation; structures métalliques des lignes de câbles appareils distribués. Non soumis à la mise à la terre: accessoires pour isolateurs de suspension et de support; les supports et les appareils d'éclairage lorsqu'ils sont installés sur des supports et des structures en bois; équipement électrique, installé sur des structures métalliques mises à la terre, si un contact électrique fiable est assuré aux endroits de contact avec les parties métalliques non conductrices de courant des équipements électriques. Les boîtiers d'instruments de mesure électriques et de relais installés sur des cartes, dans des armoires 1 dans les parois des chambres des appareillages ne sont pas soumis à la mise à la terre; des enceintes de consommateurs électriques à isolation double ou renforcée, par exemple une perceuse électrique, machines à laver, rasoir électrique.
L'ensablement dans les installations et réseaux électriques avec des tensions jusqu'à 1000 V est le raccordement électrique délibéré d'éléments métalliques non porteurs de courant de l'installation, normalement isolés des parties sous tension non alimentées (boîtiers d'équipements électriques, structures de câbles), avec un conducteur de protection nul.
Le conducteur de protection zéro dans les installations électriques avec des tensions jusqu'à 1000 V est un conducteur reliant les parties neutralisées (boîtiers d'équipements électriques) au point neutre solidement mis à la terre de l'enroulement de la source de courant (générateur ou transformateur) ou son équivalent (Gosstandart 12.1.030-811 Gosstandart 12.1.009-76).
Dans les installations électriques avec un fil zéro étroitement mis à la terre, lors d'un court-circuit à des pièces métalliques structurelles non conductrices à zéro, il doit être fourni arrêt automatique équipement dont l'isolation est endommagée, car cela entraîne un court-circuit monophasé.
Aucun conducteur de mise à la terre de protection directement dans les alimentations électriques, c'est-à-dire dans les sous-stations ou les centrales électriques. En plus de la mise à la terre du neutre de travail principal, il est nécessaire d'effectuer une mise à la terre répétée du fil neutre dans le réseau, réduit la résistance totale de la mise à la terre du neutre et sert de mise à la terre de réserve en cas de rupture de la mise à la terre du neutre du fil (Fig.4.5).
Figure: 4.5. Diagramme schématique envasement protecteur: 1 - installation électrique; 2 - protection maximale contre les jets
La remise à la terre des lignes aériennes se fait tous les 250 m de leur longueur, à leurs extrémités, aux embranchements et dérivations de lignes à haute tension d'une longueur de dérivation de 200 m 1 de plus, ainsi qu'aux entrées des lignes aériennes dans la maison.
Avec une alimentation électrique via des lignes câblées avec une tension de 380/220 V, la mise à la terre du fil neutre est effectuée dans l'introduction aux locaux dans lesquels un dispositif de neutralisation des appareils électriques est prévu. À l'intérieur de ces pièces, il doit y avoir une ligne de mise à la terre du fil neutre, à laquelle sont connectés les objets adaptés à la mise à la terre.
Pour remettre à la terre le fil neutre, si possible, utilisez des conducteurs de mise à la terre naturels, à l'exclusion des réseaux CC, où une mise à la terre répétée ne doit utiliser que des conducteurs de mise à la terre artificiels. La résistance du dispositif de mise à la terre de chacune des mises à la terre répétées ne doit pas dépasser 10 ohms.
Étant donné que le courant traverse le fil neutre même avec une charge inégale, beaucoup moins que dans les fils de phase, la section transversale du fil de travail neutre pour les quatre autoroutes principales est choisie égale à environ la moitié de l'intersection des fils de phase. Dans les branches monophasées du secteur, le passage à zéro du fil neutre doit être le même que celui de la phase un, car un courant le traverse, ce qui est égal au courant du fil de phase.
La résistance des fils mis à la terre doit être si petite que lorsque la phase est court-circuitée au châssis, le courant de court-circuit monophasé est suffisant pour un fonctionnement instantané de la protection contre les surintensités. Selon le PUE. le courant du circuit phase-zéro en cas de court-circuit au boîtier doit être au moins égal à 3 fois le courant nominal du fusible correspondant.
Lors de la protection d'une installation électrique disjoncteur le fil de mise à zéro est choisi de manière à ce que la boucle de phase zéro fournisse un courant de court-circuit qui ne dépasse pas l'insertion du courant de déclenchement du disjoncteur de 1,4 fois.
Dans deux branches principales, phase - zéro, qui alimentent des récepteurs électriques monophasés, un dispositif de protection (fusible, interrupteurs unipolaires) est installé uniquement sur le conducteur de phase, s'il y a des pièces dans cette branche qui sont soumises à une mise à zéro. Pour des raisons de sécurité électrique lors du montage des supports de lampe, le fil de phase est connecté au contact central de la cartouche (talon) et le fil zéro est connecté à la partie filetée de la cartouche. Cela empêchera un accident de toucher accidentellement la base de la lampe (par exemple, lors du remplacement) sans la débrancher du secteur. Lors de la mise à la terre des raccords éclairés, des branches séparées du fil neutre doivent être connectées et ne pas utiliser de fil neutre conducteur à cette fin.
Depuis la résistance du circuit électrique Rla magnitude du courant électrique traversant une personne dépend de manière significative, la gravité de la lésion est largement déterminée par le schéma d'inclusion de la personne dans le circuit. Les circuits formés lorsqu'une personne entre en contact avec un conducteur de circuits dépendent du type de système d'alimentation utilisé.
Les réseaux électriques les plus courants dans lesquels le fil neutre est mis à la terre, c'est-à-dire court-circuité par un conducteur à la terre. Toucher le fil neutre ne présente pratiquement aucun danger pour l'homme, seul le fil de phase est dangereux. Cependant, il est difficile de déterminer lequel des deux fils est nul - ils se ressemblent. Vous pouvez le comprendre à l'aide d'un appareil spécial - un détecteur de phase.
Sur le exemples spécifiques considérez les schémas possibles pour connecter une personne à un circuit électrique lorsqu'elle touche des conducteurs.
Connexion biphasée au circuit.Le plus rare, mais aussi le plus dangereux, est le contact d'une personne avec deux fils de phase ou conducteurs de courant qui y sont connectés (Fig. 2.29).
Dans ce cas, la personne sera sous l'influence de la tension secteur. Un courant circulera à travers la personne le long du chemin «main-main», c'est-à-dire que la résistance du circuit ne comprendra que la résistance du corps (D,).
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Si nous prenons la résistance du corps de 1 kOhm, et réseau électrique tension 380/220 V, alors la force du courant traversant une personne sera égale
C'est un courant mortel. La gravité d'une blessure électrique ou même de la vie d'une personne dépendra principalement de la rapidité avec laquelle elle se débarrassera du contact avec le conducteur de courant (coupure le circuit électrique), car le temps d'exposition dans ce cas est déterminant.
Beaucoup plus souvent, il y a des cas où une personne d'une main entre en contact avec un fil de phase ou une partie d'un appareil, appareil qui lui est accidentellement ou intentionnellement connecté électriquement. Le risque de choc électrique dans ce cas dépend du type de réseau électrique (neutre mis à la terre ou isolé).
Connexion monophasée à un circuit dans un réseau avec un neutre mis à la terre(fig. 2.30). Dans ce cas, le courant traverse la personne le long du chemin «main-à-pied» ou «main-à-main», et la personne sera sous tension de phase.
Dans le premier cas, la résistance du circuit sera déterminée par la résistance du corps humain (JE_,chaussure (R o 6),terrains (R w),sur lequel une personne se tient, avec une résistance de terre neutre (R H),et un courant traversera la personne
Résistance neutre R Hest petit et négligeable par rapport aux autres résistances de circuit. Pour évaluer l'ampleur du courant traversant une personne, nous prenons la tension du réseau 380/220 V.Si une personne porte des chaussures sèches isolantes (cuir, caoutchouc), elle se tient sur un plancher en bois sec, la résistance du circuit sera grande et l'intensité du courant selon la loi d'Ohm est petite.
Par exemple, résistance au sol 30 kΩ, chaussures en cuir 100 kΩ, résistance humaine 1 kΩ. Courant traversant une personne
Ce courant est proche du courant de seuil perceptible. La personne sentira le courant, cessera de travailler et éliminera le dysfonctionnement.
Si une personne se tient sur un sol mouillé avec des chaussures humides ou des pieds nus, le courant circulera à travers le corps
Ce courant peut perturber le fonctionnement des poumons et du cœur et, avec une exposition prolongée, entraîner la mort.
Si une personne se tient sur un sol humide dans des bottes en caoutchouc sèches et intactes, un courant traverse le corps
Une personne peut même ne pas ressentir l'impact d'un tel courant. Cependant, même une petite fissure ou crevaison dans la semelle d'une chaussure peut réduire considérablement la résistance de la semelle en caoutchouc et rendre le travail dangereux.
Avant de commencer à travailler avec des appareils électriques (en particulier ceux qui ne fonctionnent pas pendant une longue période), ils doivent être soigneusement inspectés pour détecter tout dommage à l'isolation. Les appareils électriques doivent être essuyés sans poussière et, s'ils sont mouillés,- sec. N'utilisez pas d'appareils électriques humides! Il est préférable de stocker les outils électriques, les appareils électroménagers et les équipements dans des sacs en plastique pour empêcher la poussière ou l'humidité de les pénétrer. Vous devez travailler dans les chaussures. Si la fiabilité d'un appareil électrique est mise en doute, vous devez jouer la sécurité- placez un plancher en bois sec ou un tapis en caoutchouc sous vos pieds. Des gants en caoutchouc peuvent être utilisés.
Le deuxième chemin de circulation du courant se produit lorsqu'une personne avec sa seconde main touche des objets électriquement conducteurs connectés au sol (le corps d'une machine-outil mise à la terre, une structure métallique ou en béton armé d'un bâtiment, un mur en bois humide, une conduite d'eau, une batterie de chauffage, etc.). Dans ce cas, le courant circule le long du chemin de moindre résistance électrique. Ces objets sont pratiquement court-circuités à la terre, leur résistance électrique est très faible. Par conséquent, la résistance du circuit est égale à la résistance du corps et un courant traversera la personne
Cette quantité de courant est mortelle.
Lorsque vous travaillez avec des appareils électriques, ne touchez pas avec votre autre main des objets qui pourraient être connectés électriquement à la terre. Travailler dans des pièces humides, en présence d'objets hautement conducteurs connectés au sol à proximité d'une personne, présente un risque extrêmement élevé et nécessite le respect de mesures de sécurité électrique accrues.
En mode d'urgence (Fig.2.30, b), lorsqu'une des phases du réseau (une autre phase du réseau, différente de la phase que la personne a touchée) s'est avérée être court-circuitée à la terre, une redistribution de tension se produit et la tension des phases réparables diffère de la tension de phase du réseau. En touchant une phase de travail, une personne passe sous une tension supérieure à la phase, mais inférieure à linéaire. Par conséquent, pour tout chemin de circulation de courant, ce cas est plus dangereux.
Connexion monophasée à un circuit dans un réseau avec un neutre isolé(fig. 2.31). En production, des réseaux électriques à trois fils avec neutre isolé sont utilisés pour l'alimentation des installations électriques de puissance. Dans de tels réseaux, il n'y a pas de quatrième fil neutre mis à la terre et il n'y a que trois fils de phase. Dans ce diagramme, les rectangles montrent classiquement des résistances électriques r ET,r dans, r deisolation du fil de chaque phase et capacité C A, C c, C cse référer à chaque phase __________________________
sous des tensions beaucoup plus élevées, et donc plus dangereuses. Cependant, les principales conclusions et recommandations pour garantir la sécurité sont pratiquement les mêmes.
Même si vous ne tenez pas compte de la résistance du circuit humain (une personne se tient sur un sol humide dans des chaussures humides), le courant traversant une personne sera sans danger:
Ainsi, une bonne isolation de phase est la clé pour assurer la sécurité. Cependant, avec des réseaux électriques étendus, cela n'est pas facile à réaliser. Dans les réseaux étendus et ramifiés avec un grand nombre de consommateurs, la résistance d'isolement est faible et le danger augmente.
Pour les réseaux électriques longs, en particulier les câbles, la capacité de phase ne peut être négligée (CV0). Même avec une très bonne isolation de phase (r \u003d oo), le courant traversera la personne à travers la résistance capacitive des phases, et sa valeur sera déterminée par la formule:
Ainsi, les longs circuits électriques des entreprises industrielles à haute capacité sont très dangereux, même avec une bonne isolation de phase.
Si l'isolement d'une phase est violé, toucher un réseau avec un neutre isolé devient plus dangereux qu'un réseau avec un fil neutre mis à la terre. En fonctionnement d'urgence (Fig.2.31, b)le courant traversant une personne qui touche la bonne phase circulera à travers le circuit de défaut à la terre jusqu'à la phase d'urgence, et sa valeur sera déterminée par la formule:
Étant donné que la résistance de la fermeture D, la phase d'urgence au sol est généralement petite, la personne sera sous tension de ligne et la résistance du circuit formé sera égale à la résistance du circuit de la personne ____, ce qui est très dangereux.
Pour ces raisons, ainsi que pour la facilité d'utilisation (la possibilité d'obtenir des tensions de 220 et 380 V), les réseaux à quatre fils avec un fil neutre mis à la terre pour une tension de 380/220 V sont les plus répandus.
Nous avons considéré loin de tous les circuits électriques et options tactiles possibles. En production, vous pouvez gérer plus schémas complexes alimentation électrique, en particulier la terre.
Pour simplifier l'analyse, nous prenons g A - g c= r c \u003d r,et CALIFORNIE= KG\u003d C c \u003d C
Si une personne touche l'un des fils ou tout objet qui y est connecté électriquement, le courant circulera à travers la personne, les chaussures, la base et à travers l'isolation et la capacité des fils se dirigera vers les deux autres fils. Ainsi, un circuit électrique fermé est formé, dans lequel, contrairement aux cas précédemment considérés, la résistance d'isolement de phase est incluse. Comme résistance électrique une bonne isolation est de dizaines et de centaines de kilo-ohms, alors la résistance électrique totale du circuit est beaucoup plus élevée que la résistance du circuit formé dans le réseau avec un fil neutre mis à la terre. Autrement dit, le courant traversant une personne dans un tel réseau sera moindre et toucher l'une des phases du réseau avec un neutre isolé est plus sûr.
Le courant traversant une personne dans ce cas est déterminé par la formule suivante:
où est la résistance électrique du circuit humain,
ω \u003d 2π - la fréquence circulaire du courant, rad / s (pour un courant de fréquence industrielle \u003d 50 Hz, donc ω \u003d 10Ol).
Si la capacité des phases est faible (c'est le cas des réseaux aériens non étendus), on peut prendre C «0. Alors l'expression de la magnitude du courant traversant une personne prendra la forme:
Par exemple, si la résistance du sol est de 30 kOhm, les chaussures en cuir de 100 kOhm, la résistance humaine de 1 kOhm et la résistance d'isolement des phases est de 300 kOhm, le courant qui traverse une personne (pour un réseau 380/220 V) sera
Une personne peut même ne pas ressentir un tel courant.
1. Quels types de réseaux électriques sont les plus courants dans la production?
2. Nommez les sources danger électrique en production.
3. Qu'est-ce que la tension de contact et la tension de pas? Comment leurs valeurs dépendent-elles de la distance du point où le courant se jette dans le sol?
4. Comment les locaux sont-ils classés en fonction du degré de danger électrique?
5. Comment le courant électrique affecte-t-il une personne? Énumérez et décrivez les types de blessures électriques.
6. Quels paramètres du courant électrique déterminent la gravité du choc électrique? Spécifiez les seuils actuels.
7. Quelle est la voie la plus dangereuse du courant électrique à travers le corps humain?
8. Indiquez les sources des plus grands risques électriques sur le lieu de travail associés à votre future profession.
9. Effectuez une analyse des dangers pour les réseaux électriques neutres mis à la terre.
10. Donner une analyse des dangers des réseaux électriques avec neutre isolé.
11. Quel contact avec des conducteurs sous tension est le plus dangereux pour une personne?
12.Pourquoi toucher un objet qui est électriquement connecté au sol (comme une conduite d'eau) avec votre main tout en travaillant avec des appareils électriques augmente considérablement le risque de choc électrique?
13.Pourquoi dois-je débrancher la fiche d'alimentation lors de la réparation d'un équipement électrique?
14.Pourquoi devez-vous porter des chaussures lorsque vous travaillez avec des appareils électriques?
15. Comment pouvez-vous réduire le risque de choc électrique?
Ces maladies qui aggravent l'issue d'un traumatisme électrique comprennent: une fonction thyroïdienne accrue, de nombreuses maladies du système nerveux, l'angine de poitrine. Il faut particulièrement noter l'influence de l'intoxication alcoolique. Outre le fait qu'une personne en état d'intoxication alcoolique fait souvent des erreurs et subit des blessures électriques, en raison d'une intoxication alcoolique, le système nerveux central perd son rôle régulateur dans le contrôle de la respiration et de la circulation sanguine, ce qui aggrave considérablement l'issue de la lésion.
Inclusion d'une personne dans un circuit de courant électrique
Raisons de l'inclusion. Une personne est incluse dans un circuit de courant électrique lorsque le corps est en contact direct avec une partie sous tension d'une installation électrique qui est sous tension. Cela est généralement dû à une négligence ou à des actions humaines erronées, ainsi qu'à un dysfonctionnement des installations électriques et moyens techniques protection. Ces cas, par exemple, comprennent les éléments suivants:
Toucher des pièces sous tension qui sont sous tension, en supposant qu'elles sont hors tension;
Toucher pendant la réparation, le nettoyage ou l'inspection des pièces sous tension précédemment mises hors tension, mais pour lesquelles une personne non autorisée a mis sous tension par erreur ou spontanément allumé un dispositif de démarrage défectueux;
Toucher les parties métalliques des installations électriques, qui ne sont généralement pas sous tension, mais qui ont été mises sous tension par rapport à la terre en raison de dommages à l'isolation électrique ou pour d'autres raisons (court-circuit au boîtier);
L'apparition d'un échelon de tension à la surface d'une base conductrice (plancher), le long de laquelle passe une personne; et etc.
Schémas de connexion. Une personne peut rejoindre le circuit de courant électrique en touchant une phase d'une installation électrique, qui est sous tension, simultanément à deux phases ou à un conducteur de protection neutre et une phase. Le contact avec un conducteur de protection zéro est sûr (Fig. 2, a, I), d'autres cas entraînent des conséquences graves.
Figure: 2. Schémas des chemins de passage du courant électrique à travers le corps humain: a - toucher les fils; b - l'apparition d'une tension de contact; c - L'apparition de la tension de pas; I-touch au fil neutre; II - toucher le fil de phase; III - toucher les fils de phase et neutre; IV - toucher les fils de phase; 0 - fil neutre; 1, 2, 3 fils de phase; 4 - point neutre; 5- mise à la terre simple (électrode); A, B, B- installations électriques
Le contact monophasé (unipolaire) (Fig.2, a, II et III) se produit le plus souvent lors du remplacement des lampes et de l'entretien des lampes, du changement des fusibles et de l'entretien des installations électriques, etc. Dans un système avec un neutre mis à la terre, une personne sera sous une tension de phase Uph (en V), qui est inférieure à l'Ul linéaire:
En conséquence, la valeur du courant de phase traversant le corps humain sera également moindre. Si en même temps une personne est isolée de manière fiable du sol (elle est chaussée dans des galoches diélectriques, le sol est sec et non conducteur), alors un contact monophasé n'est pas dangereux.
Le contact biphasé (contact bipolaire) est plus dangereux, car une personne tombe sous la tension secteur (Fig. 2, a, IV). Même avec une tension de 127 V et une valeur calculée de la résistance du corps humain de 1000 ohms, le courant dans le circuit sera fatal (127 mA). Avec un contact biphasé, le risque de blessure ne diminuera pas même si la personne est isolée de manière fiable du sol (étage).
Le contact biphasé est rare, généralement lors de travaux sous tension, ce qui est strictement interdit.
En cas d'endommagement de l'isolation des pièces sous tension et de leur fermeture sur le corps de l'équipement électrique, un potentiel important peut apparaître. Dans ce cas, une personne qui touche le corps de l'installation électrique (Fig.2, b) sera sous la tension de contact Uп (en V)
où Ich est la quantité de courant traversant une personne le long du chemin main-pied, A; Rh - résistance du corps humain, Ohm.
La tension de contact est la différence de potentiel entre deux points du circuit électrique qu'une personne touche en même temps, ou la chute de tension dans la résistance du corps humain.
La tension de contact augmentera à mesure que la distance entre l'installation électrique et l'électrode de terre augmentera, atteignant un maximum à une distance de 20 m ou plus. Lorsqu'un fil de phase tombe à la surface de la terre, une zone de diffusion de courant apparaît (Fig. 2, c).
Une personne traversant cette zone sera sous une tension de pas (différence de potentiel) entre deux points du circuit de courant situés à une distance de pas (0,8 m) l'un de l'autre. La plus grande tension de pas sera proche du point de fermeture et, en diminuant progressivement, à une distance de 20 m, elle tombera à zéro.
Ne vous approchez pas du fil tombé à moins de 6 à 8 m. Si nécessaire, l'approche doit être mise hors tension ou placée sur des galoches diélectriques (bottes).
Éveil psycho-émotionnel - «facteur d'attention» lorsque vous travaillez avec un choc électrique
La formation d'une vigilance psycho-émotionnelle chez les travailleurs, le «facteur d'attention» lors du travail avec le courant électrique, est la condition la plus importante pour la prévention personnelle des blessures électriques. Ce facteur est basé sur la connaissance de l'effet physiologique d'un courant électrique sur le corps lorsqu'une personne blessée entre dans un circuit électrique.
En particulier, le rôle décisif dans de nombreux cas de lésions est joué par le «facteur d'attention», c'est-à-dire que, pour l'essentiel, la gravité de l'issue de la lésion est déterminée dans une large mesure par l'état du système nerveux humain au moment de la lésion.
Il est nécessaire que la personne soit "recueillie", ce qui permet de s'attendre à tout événement pendant le travail qui nécessite une attention.
Une telle déclaration est légitime principalement en cas de choc électrique avec une tension de 220 à 300 V. À haute tension, un résultat grave se produit le plus souvent en cas de brûlures à l'arc. Il y a déjà des raisons de croire que le risque de brûlures croît presque linéairement en fonction de la valeur de la tension.
Le facteur d'attention provoque sans aucun doute la mobilisation des systèmes de défense du corps, améliore la circulation sanguine du muscle cardiaque, le flux sanguin cérébral à travers le système hypophyso-surrénalien et les rend plus résistants aux stimuli externes (blessures électriques).
Avec le facteur attention, il est beaucoup plus difficile de bouleverser le biosystème de régulation automatique des systèmes les plus importants du corps (système nerveux central, circulation sanguine, respiration).
Cependant, il convient de noter que le rôle du facteur d'attention n'a pas encore été suffisamment reflété dans les mesures de protection de la sécurité électrique.
Mais il y a confiance que de nouvelles vues sur la sécurité électrique des tissus vivants, une étude plus approfondie de la nature de l'activité électrique du corps humain permet de révéler la biophysique du mécanisme de la blessure humaine, qui sera prise en compte dans l'élaboration de mesures de protection contre l'action du courant électrique.
Mesures pour assurer le fonctionnement sûr des équipements électriques
Les méthodes techniques et les moyens de protection assurant la sécurité électrique sont indiqués en tenant compte: de l'alimentation électrique tension nominale, nature et fréquence du courant; mode neutre, type de performance; Conditions environnementales; la capacité de supprimer la tension des pièces sous tension; la nature du contact éventuel d'une personne sur les éléments du circuit de courant.
