Gli schemi per connettere una persona al circuito corrente possono essere diversi:

· Tra due fili;

· Tra filo e terra;

· Tra due fili e terra contemporaneamente, ecc.

Tuttavia, i primi due schemi sono i più caratteristici. In relazione alle reti CA trifase, il primo circuito è solitamente chiamato commutazione bifase e il secondo - monofase.

Commutazione a due fasi, ad es. toccare una persona contemporaneamente a due fasi (Fig. 11.3.), di regola, è più pericoloso della monofase, poiché la tensione più alta viene applicata al corpo umano - lineare, e quindi una corrente più alta fluirà attraverso la persona, la cui forza è determinata dalla formula:

dove I h è la forza della corrente che passa attraverso il corpo umano, A; U l \u003d 1,73 U f - tensione lineare, ad es. tensione tra i fili di fase della rete, in; U f - tensione di fase, V; R h - la resistenza del corpo umano, Ohm.

Fig. 11.3 Circuito di commutazione bifase

umano in un circuito di corrente in una rete trifase

È facile vedere che con l'accensione a due fasi, la corrente che passa attraverso una persona è praticamente indipendente dalla modalità neutra della rete, quindi la commutazione a due fasi è ugualmente pericolosa nella rete con neutri sia isolati che messi a terra.

La commutazione monofase si verifica molto più spesso, ma è meno pericolosa della commutazione bifase, poiché la tensione sotto la quale una persona è esposta non supera la fase, ad es. 1,73 volte meno lineare. Inoltre, la modalità neutra della sorgente corrente, la resistenza del pavimento su cui si trova la persona, la resistenza delle sue scarpe e alcuni altri fattori influenzano anche il valore di questa corrente.

In una rete con un neutro messo a terra (Fig. 11.4) in serie con la resistenza del corpo umano (R h), la resistenza della scarpa (R circa), la resistenza del pavimento (R n) e la resistenza neutra di messa a terra della sorgente corrente (R circa) si accendono.

Fig. 11.4 Schema di una connessione monofase di una persona a un circuito di corrente in una rete a quattro fili trifase con neutro messo a terra

Date queste resistenze, l'attuale forza (I h) che passa attraverso una persona sarà separata dalla formula:

I h \u003d ,

dove R h - la resistenza del corpo umano, Ohm; R circa - resistenza della scarpa, Ohm; R n - resistenza del pavimento, Ohm; R circa - resistenza di terra neutra, Ohm.

In una rete con neutro isolato (Fig.

11.5.), La corrente che passa attraverso una persona ritorna alla fonte corrente attraverso l'isolamento dei fili, che ha una grande resistenza. Il valore della corrente che passa attraverso una persona è determinato per questo caso dalla formula:

I h \u003d ,

dove R è la resistenza di isolamento di una fase della rete rispetto al suolo, Ohm.

In una rete con un neutro isolato, le condizioni di sicurezza dipendono direttamente non solo dalla resistenza del pavimento e delle scarpe, ma anche dalla resistenza di isolamento dei cavi rispetto al suolo: migliore è l'isolamento, minore è la corrente che scorre attraverso una persona.

Fig. 11.5 Schema di inclusione monofase di una persona in un circuito di corrente in una rete trifase con neutro isolato

Pertanto, ceteris paribus, l'inclusione monofase di una persona in una rete con un neutro isolato è meno pericolosa rispetto a una rete con un neutro a terra. Questa conclusione è valida per un giorno di normali condizioni di funzionamento della rete (senza problemi). In caso di incidente, quando una delle fasi viene messa a corto di terra, una rete con neutro isolato può essere più pericolosa, poiché a causa dell'invecchiamento dell'isolamento, dell'umidità e di altre condizioni avverse, la resistenza di isolamento diminuisce. Di conseguenza, la tensione tra qualsiasi fase non danneggiata e terra può aumentare da fase a lineare, mentre in una rete con un neutro messo a terra, la tensione delle fasi non danneggiate rispetto alla terra praticamente non aumenta, ad es. rimane in fase.

Pertanto, la sicurezza umana è garantita da un isolamento di alta qualità, che viene monitorato durante il processo di test preventivo. Il monitoraggio periodico dell'isolamento serve a determinare la resistenza di isolamento di ciascuna fase rispetto al suolo e tra le fasi di ciascuna sezione, tra due fusibili installati in serie, i dispositivi o l'ultimo fusibile.

L'isolamento elettrico del cablaggio di alimentazione o illuminazione è considerato sufficiente se la sua resistenza tra il filo di ciascuna fase e terra, o tra le diverse fasi nell'area delimitata da fusibili collegati in serie, è di almeno 0,5 MΩ (secondo le regole dell'installazione elettrica).

passaggio costante la corrente attraverso il corpo umano provoca dolore nel punto di contatto e nelle articolazioni degli arti. Di norma, provoca l'effetto della corrente continua sul corpo umano ustioni   o shock di dolore che in casi gravi può portare ad arresto respiratorio o insufficienza cardiaca.

Se una persona tocca reti CA monofase o bifase in qualsiasi modo della rete rispetto al suolo (isolato da terra, con un polo messo a terra, con un punto medio messo a terra), perché in questo caso, la corrente che fluisce attraverso una persona è determinata solo dalla resistenza elettrica del suo corpo.

Il grado di pericolo e l'esito delle scosse elettriche dipendono da: lo schema di "collegamento" di una persona a un circuito elettrico; sulla rete elettrica:

trifase a quattro fili con neutro collegato a terra;

trifase con neutro isolato.

Le scosse elettriche possono essere causate da un contatto unipolare (monofase) o bipolare (bifase) con la parte sotto tensione dell'installazione.

Una connessione monofase è meno pericolosa di una connessione bifase, tuttavia si verifica molto più spesso ed è la principale causa di lesioni elettriche. In questo caso, la modalità neutra della rete di alimentazione influisce in modo decisivo sull'esito della sconfitta.

Quando si tocca una delle fasi della rete con un neutro isolato, in serie con la resistenza della persona, vengono attivate la resistenza di isolamento e la capacità relativa al terreno delle altre due fasi intatte.

Schema del contatto umano con una fase di una rete con un neutro a terra

Con l'aumento della resistenza di isolamento, il rischio di scosse elettriche diminuisce.

Nella modalità di funzionamento di emergenza della stessa rete, quando si verifica un cortocircuito di fase verso terra, la tensione nel punto neutro può raggiungere la tensione di fase, la tensione delle fasi non danneggiate rispetto alla terra diventa uguale alla tensione lineare. In questo caso, se una persona tocca una fase, sarà sotto tensione lineare, la corrente scorrerà attraverso di lui lungo il percorso "braccio - gamba". In questa situazione, la resistenza di isolamento dei fili non ha alcun ruolo nell'esito della sconfitta. Una tale scossa elettrica porta spesso alla morte.

Gli esempi mostrano che, ceteris paribus, una connessione monofase di una persona a una rete con un neutro isolato è meno pericolosa rispetto a una rete con un neutro messo a terra.

Il più pericoloso è la connessione bifase di una persona alla rete elettrica, poiché cade sotto la tensione di rete della rete, indipendentemente dalla modalità neutra e dalle condizioni operative della rete.

7.9. Durata dell'esposizione attuale.

La durata dell'esposizione attuale è spesso un fattore da cui dipende l'esito finale di una lesione. Più sono lunghi gli effetti della corrente elettrica sul corpo umano, più gravi sono le conseguenze della lesione. Dopo 30 s, la resistenza del corpo umano al flusso di corrente diminuisce di circa il 25% e dopo 90 s - del 70%.

È stato stabilito che la scossa elettrica è possibile solo in uno stato di completo riposo del cuore umano, quando non c'è compressione (sistole) o rilassamento (diastole) dei ventricoli del cuore e degli atri. Pertanto, in breve tempo, l'effetto della corrente potrebbe non coincidere con la fase di completo rilassamento, tuttavia, tutto ciò che aumenta il ritmo del cuore aiuta ad aumentare la probabilità di arresto cardiaco durante una scarica elettrica di qualsiasi durata. Tali ragioni includono: affaticamento, agitazione, fame, sete, paura, assunzione di alcol, droghe, determinate droghe, fumo, malattie, ecc.

Dal momento che la resistenza del circuito elettrico Rl'entità della corrente elettrica che passa attraverso una persona dipende in modo significativo, quindi la gravità della lesione è ampiamente determinata dal circuito per il collegamento di una persona al circuito. Gli schemi formati quando una persona contatta un conduttore di circuito dipendono dal tipo di sistema di alimentazione utilizzato.

Le più comuni sono le reti elettriche in cui il filo neutro è collegato a terra, ovvero è cortocircuitato da un conduttore a terra. Toccare il filo zero praticamente non rappresenta un pericolo per l'uomo, solo il conduttore di fase è pericoloso. Tuttavia, è difficile capire quale dei due fili è zero - in apparenza sono uguali. Puoi capire usando un dispositivo speciale - determinante di fase.

Usando esempi specifici, consideriamo possibili schemi per collegare una persona a un circuito elettrico quando si toccano i conduttori.

Collegamento bifase al circuito.Il più raro, ma anche il più pericoloso, è il contatto di una persona con conduttori a due fasi o conduttori di corrente ad essi collegati (Fig. 2.29).

In questo caso, la persona sarà sotto l'influenza della tensione lineare. Una corrente scorrerà attraverso una persona lungo il percorso "braccio-braccio", cioè la resistenza del circuito includerà solo la resistenza del corpo (D,).

Se prendiamo la resistenza del corpo a 1 kOhm e la tensione della rete elettrica di 380/220 V, la forza della corrente che passa attraverso la persona sarà uguale a

Questa è una corrente mortale. La gravità di una lesione elettrica o persino la vita di una persona dipenderanno principalmente dalla velocità con cui viene rilasciato dal contatto con il conduttore corrente (interrompe il circuito elettrico), poiché il tempo di esposizione in questo caso è decisivo.

Molto più spesso ci sono casi in cui una persona è in una mano in contatto con un filo di fase o parte di un dispositivo, un apparato che è accidentalmente o intenzionalmente collegato elettricamente ad esso. Il pericolo di scosse elettriche in questo caso dipende dal tipo di rete elettrica (con neutro collegato a terra o isolato).

Connessione monofase in una rete con neutro messo a terra(Fig. 2.30). In questo caso, la corrente passa attraverso la persona lungo il percorso "braccio-piede" o "braccio-braccio" e la persona sarà sotto tensione di fase.

Nel primo caso, la resistenza del circuito sarà determinata dalla resistenza del corpo umano (I_,scarpe (R o 6),motivo (R g)su cui una persona si trova, resistenza a terra neutra (R H)e una corrente scorrerà attraverso una persona

Resistenza neutra R hpiccolo e può essere trascurato rispetto ad altre resistenze del circuito. Per valutare l'entità della corrente che fluisce attraverso una persona, prendiamo una tensione di rete di 380/220 V. Se una persona indossa scarpe asciutte isolanti (pelle, gomma), si trova su un pavimento di legno asciutto, la resistenza del circuito sarà grande e la forza attuale secondo la legge di Ohm è piccola.

Ad esempio, la resistenza del pavimento è di 30 kOhm, le scarpe di cuoio 100 kOhm, la resistenza umana è di 1 kOhm. Corrente che passa attraverso una persona

Questa corrente è vicina alla corrente tangibile di soglia. Una persona sentirà il flusso di corrente, smetterà di funzionare, eliminerà il malfunzionamento.

Se una persona è in piedi su un terreno bagnato con scarpe bagnate o a piedi nudi, la corrente scorrerà attraverso il corpo

Questa corrente può causare un malfunzionamento nei polmoni e nel cuore e, con un'esposizione prolungata, la morte.

Se una persona è in piedi sul terreno bagnato con stivali di gomma asciutti e interi, la corrente scorre attraverso il corpo

Una persona potrebbe anche non sentire l'effetto di tale corrente. Tuttavia, anche una piccola crepa o foratura nella suola dello stivale può ridurre drasticamente la resistenza della suola in gomma e rendere il lavoro pericoloso.

Prima di iniziare a lavorare con dispositivi elettrici (in particolare quelli che non vengono utilizzati per un lungo periodo di tempo), è necessario ispezionarli attentamente per verificare che non siano presenti danni da isolamento. I dispositivi elettrici devono essere puliti dalla polvere e, se bagnati- asciugare. I dispositivi elettrici bagnati non devono essere utilizzati! È meglio conservare utensili elettrici, elettrodomestici, attrezzature in sacchetti di plastica per evitare che polvere o umidità penetrino all'interno. Devi lavorare con le scarpe. Se l'affidabilità del dispositivo elettrico è in dubbio, è necessario assicurarsi- posizionare un pavimento di legno asciutto o un tappetino di gomma sotto i piedi. Puoi usare guanti di gomma.

Il secondo percorso del flusso di corrente si verifica quando con una seconda mano una persona entra in contatto con oggetti elettricamente conduttivi collegati al suolo (il corpo di una macchina collegata a terra, la struttura metallica o in cemento armato dell'edificio, una parete di legno bagnata, un tubo dell'acqua, una batteria di riscaldamento, ecc.). In questo caso, la corrente scorre lungo il percorso di minima resistenza elettrica. Gli oggetti indicati sono praticamente cortocircuitati a terra; la loro resistenza elettrica è molto piccola. Pertanto, la resistenza del circuito è uguale alla resistenza del corpo e una corrente scorrerà attraverso la persona

Questa corrente è mortale.

Quando si lavora con dispositivi elettrici, non toccare oggetti che possono essere collegati elettricamente a terra con la seconda mano. Lavorare in ambienti umidi, se sono presenti oggetti ben conduttivi collegati al suolo vicino a una persona, costituisce un pericolo estremamente elevato e richiede l'osservanza di maggiori misure di sicurezza elettrica.

In modalità di emergenza (Fig. 2.30, b), quando una delle fasi della rete (un'altra fase della rete, diversa dalla fase toccata dalla persona) si è rivelata chiusa a terra, si verifica la ridistribuzione della tensione e la tensione delle fasi sane differisce dalla tensione di fase della rete. Toccando una fase sana, una persona cade sotto una tensione che è più che fase, ma meno che lineare. Pertanto, per qualsiasi percorso corrente, questo caso è più pericoloso.

Connessione monofase in una rete con neutro isolato(Fig. 2.31). Le reti elettriche a tre fili con neutro isolato vengono utilizzate nella produzione per l'alimentazione di impianti elettrici di potenza. In tali reti non esiste un quarto filo neutro con messa a terra e vi sono solo fili trifase. In questo diagramma, i rettangoli mostrano convenzionalmente le resistenze elettriche r   e,r   in, r   conisolamento del filo di ciascuna fase e capacità C A, C c, C cogni fase include __________________________

con tensioni significativamente maggiori e quindi più pericolose. Tuttavia, le principali conclusioni e raccomandazioni per garantire la sicurezza sono quasi le stesse.

Anche se non si tiene conto della resistenza del circuito di una persona (una persona si trova su un terreno bagnato con scarpe bagnate), la corrente che passa attraverso la persona sarà sicura:

Pertanto, un buon isolamento di fase è la chiave per la sicurezza. Tuttavia, con reti elettriche ramificate, questo non è facile da raggiungere. Nelle reti lunghe e ramificate con un gran numero di consumatori, la resistenza di isolamento è ridotta e il pericolo aumenta.

Per le reti elettriche lunghe, in particolare le linee dei cavi, la capacità di fase non può essere trascurata (CV0). Anche con un ottimo isolamento di fase (r \u003d oo), la corrente scorrerà attraverso una persona attraverso la capacità delle fasi e il suo valore sarà determinato dalla formula:

Pertanto, i lunghi circuiti elettrici delle imprese industriali ad alta capacità presentano un rischio elevato, anche con un buon isolamento di fase.

Se si verifica una violazione dell'isolamento di qualsiasi fase, toccare una rete con un neutro isolato diventa più pericoloso di una rete con un filo neutro messo a terra. In caso di emergenza (Fig. 2.31, b)la corrente che passa attraverso la persona che ha toccato la fase utile scorrerà lungo il circuito di guasto verso terra fino alla fase di emergenza e il suo valore sarà determinato dalla formula:

Poiché la resistenza del circuito D, la fase di emergenza a terra è di solito piccola, la persona sarà sotto tensione lineare e la resistenza del circuito formato sarà uguale alla resistenza del circuito umano ____, che è molto pericolosa.

Per questi motivi, e anche per la sua facilità d'uso (la possibilità di ottenere tensioni di 220 e 380 V), le reti a quattro fili con un filo neutro messo a terra per una tensione di 380/220 V sono le più utilizzate.

Abbiamo considerato lontano da tutti i possibili schemi di reti elettriche e opzioni per il contatto. In produzione, è possibile gestire schemi di alimentazione più complessi, in particolare la terra.

Per semplificare l'analisi, prendiamo g A - g c= g c \u003d ge C A= L B\u003d C c \u003d C

Se una persona tocca uno dei fili o qualsiasi oggetto collegato elettricamente ad esso, la corrente fluirà attraverso la persona, le scarpe, la base e attraverso l'isolamento e la capacità dei fili scaricherà sugli altri due fili. Pertanto, si forma un circuito elettrico chiuso, in cui, a differenza dei casi precedentemente considerati, è inclusa la resistenza di isolamento delle fasi. Poiché la resistenza elettrica dell'isolamento intatto è di decine e centinaia di chilo-ohm, la resistenza elettrica totale del circuito è molto maggiore della resistenza del circuito formato in una rete con un filo neutro messo a terra. Cioè, la corrente attraverso una persona in una tale rete sarà inferiore e toccare una delle fasi della rete con un neutro isolato è più sicuro.

La corrente attraverso una persona in questo caso è determinata dalla seguente formula:

dov'è la resistenza elettrica del circuito umano,

ω \u003d 2π è la frequenza circolare della corrente, rad / s (per una corrente di frequenza industriale \u003d 50 Hz, quindi ω \u003d 10Ol).

Se la capacità delle fasi è piccola (questo è il caso delle reti aeree non estese), possiamo prendere C «0. Quindi l'espressione della grandezza della corrente attraverso una persona prenderà la forma

Ad esempio, se la resistenza del pavimento è di 30 kOhm, le scarpe di cuoio 100 kOhm, la resistenza della persona è di 1 kOhm e la resistenza di isolamento delle fasi è di 300 kOhm, la corrente che passa attraverso la persona (per la rete 380/220 V) sarà

Una persona potrebbe anche non sentire una tale corrente.

Domande sulla sicurezza

1. Quali tipi di reti elettriche sono più comuni nella produzione?

2. Quali sono le fonti di pericolo elettrico sul posto di lavoro.

3. Che cos'è la tensione di contatto e la tensione di passaggio? In che modo i loro valori dipendono dalla distanza dal punto di deflusso della corrente nella terra?

4. Come vengono classificati i locali in base al grado di rischio elettrico?

5. In che modo una corrente elettrica influisce su una persona? Elencare e descrivere i tipi di lesioni elettriche.

6. Quali parametri della corrente elettrica determinano la gravità della scossa elettrica? Indica le soglie attuali.

7. Qual è il modo più pericoloso per la corrente elettrica di fluire attraverso il corpo umano?

8. Indica le fonti dei maggiori rischi elettrici sul luogo di lavoro associati alla tua futura professione.

9. Effettuare un'analisi dei pericoli delle reti elettriche con un neutro messo a terra.

10. Fornire un'analisi dei pericoli delle reti isolate di energia neutra.

11. Qual è il contatto più pericoloso per i conduttori live?

12. Perché toccare la mia mano con oggetti collegati elettricamente a terra (come una tubatura dell'acqua) mentre si lavora con dispositivi elettrici aumenta notevolmente il rischio di scosse elettriche?

13. Perché è necessario rimuovere la spina elettrica dalla presa quando si riparano apparecchiature elettriche?

14. Perché è necessario indossare scarpe quando si lavora con dispositivi elettrici?

15. Come posso ridurre il rischio di scosse elettriche?

Analisi del pericolo di scosse elettriche in varie reti

La sconfitta di una persona per corrente elettrica è possibile solo quando è a diretto contatto con punti di installazioni elettriche tra cui c'è tensione, o con un punto il cui potenziale differisce dal potenziale della terra. L'analisi del pericolo di un tale contatto, stimata dall'entità della corrente che passa attraverso una persona o dalla tensione di contatto, dipende da una serie di fattori: il circuito dell'inclusione di una persona nella rete elettrica, la sua tensione, la modalità neutra, l'isolamento delle parti in tensione, il loro componente capacitivo, ecc.

Quando si studiano le cause delle scosse elettriche, è necessario distinguere tra contatto diretto con parti in tensione di installazioni elettriche e indiretto. Il primo, di norma, si verifica in caso di gravi violazioni delle regole per il funzionamento degli impianti elettrici (PTE e PTB), il secondo a seguito di situazioni di emergenza, ad esempio durante la rottura dell'isolamento.

Gli schemi per il collegamento di una persona a un circuito elettrico possono essere diversi. Tuttavia, i più comuni sono due: tra due fili diversi - una connessione a due fasi e tra un filo o un caso di installazione elettrica, una fase di cui è interrotta e messa a terra - una connessione monofase.

Le statistiche mostrano che il maggior numero di lesioni elettriche si verifica durante la commutazione monofase, la maggior parte delle quali in reti con una tensione di 380/220 V. La commutazione a due fasi è più pericolosa, poiché in questo caso una persona è sotto tensione lineare, mentre la corrente che passa attraverso la persona, sarà (in A)

dove Ul è la tensione lineare, ad es. tensione tra i fili di fase, V; Uf - tensione di fase, ad es. tensione tra l'inizio e la fine di un avvolgimento (o tra i fili di fase e neutro), V.

Come si può vedere dalla fig. 8.1, il pericolo di commutazione a due fasi non dipende dalla modalità neutra. Il neutro è il punto di connessione degli avvolgimenti del trasformatore o del generatore, non collegato al dispositivo di messa a terra o collegato ad esso attraverso dispositivi ad alta resistenza (rete con neutro isolato) o direttamente collegato al dispositivo di messa a terra - una rete con neutro messo a terra.

Con un'inclusione in due fasi, la corrente che passa attraverso il corpo umano non diminuirà quando la persona viene isolata da terra usando galosce dielettriche, robot, tappeti, pavimenti.

Con un'inclusione monofase di una persona nella rete, l'attuale forza è in gran parte determinata dalla modalità neutra. Per il caso in esame, la corrente che passa attraverso una persona sarà (in A)

, (8.3)

dove w è la frequenza; Capacità della fase C relativa alla terra

Fig. 8.1. L'inclusione di una persona in una rete trifase con neutro isolato:
  a - inclusione in due fasi; b - inclusione monofase; Ra, Rt, Rc - resistenza di isolamento elettrico delle fasi relative al terreno. Ohm; Ca, Cb, Cc - la capacità dei fili rispetto alla terra, Ф, Ia, Ib, correnti IC che scorrono a terra attraverso la resistenza di isolamento di fase (correnti di dispersione)

Per semplificare la formula, si presume che Ra \u003d Rb \u003d Rc \u003d Riz e Ca \u003d Cb \u003d Cc \u003d C.

In condizioni di produzione, l'isolamento di fase realizzato con materiali dielettrici e con un valore finito durante l'invecchiamento, la bagnatura e la polvere varia in modo diverso a seconda della fase. Pertanto, il calcolo delle condizioni di sicurezza, che è molto complicato, deve essere effettuato tenendo conto dei valori reali della resistenza R e delle capacità C per ciascuna fase. Se la capacità delle fasi relative alla terra è piccola, ovvero Ca \u003d Cb \u003d Cc \u003d 0 (ad esempio, nelle reti aeree a corto raggio), allora

Ich \u003d Uf / (Rch + Riz / 3), (8.4)

Se la capacità è grande (Ca \u003d Cb \u003d Cc non è uguale a 0) e Rc è grande (ad esempio, nelle linee dei cavi), la forza della corrente che fluisce attraverso il corpo umano sarà determinata solo dal componente capacitivo:

, (8.5)

dove Xc \u003d 1 / wC è la capacità, Ohm.

Dalle espressioni precedenti si può vedere che nelle reti con neutro isolato, il pericolo di scosse elettriche per una persona è più basso, più bassa è la componente attiva capacitiva e più alta dei fili di fase rispetto alla terra. Pertanto, in tali reti è molto importante monitorare costantemente Rfs per identificare e riparare i danni.

Fig. 8.2. Inclusione di una persona in una rete trifase con neutro isolato in modalità di emergenza. Spiegazioni nel testo

Se il componente capacitivo è grande, l'elevata resistenza di isolamento della fase non fornisce la protezione necessaria.

In caso di emergenza (Fig. 8.2), quando una delle fasi si chiude a terra, la corrente che fluisce attraverso la persona sarà uguale a (in A)

Se assumiamo che Rsm \u003d 0 o Rsm<< Rч (что бывает в реальных аварийных условиях), то, исходя из приведенного выражения, человек окажется под линейным напряжением, т. е. попадет под двухфазное включение. Однако чаще всего R3M не равно 0, поэтому человек будет находиться под напряжением, меньшим Uл, но большим Uф, при условии, что Rиз/3 >\u003e Rm.

Un guasto a terra modifica inoltre in modo significativo la tensione delle parti sotto tensione dell'impianto elettrico rispetto al suolo e alle strutture dell'edificio a terra. Un corto a terra è sempre accompagnato da una diffusione della corrente nel terreno, che, a sua volta, porta all'emergere di un nuovo tipo di danno a una persona, vale a dire sotto tensione di contatto e tensione di passo. Tale chiusura può essere accidentale o intenzionale. In quest'ultimo caso, un conduttore a contatto con la terra è chiamato elettrodo di terra o elettrodo.

Nel volume di terra in cui scorre la corrente, sorge il cosiddetto "" "campo di diffusione della corrente (zona)". Teoricamente, si estende all'infinito, tuttavia, in condizioni reali, già a una distanza di 20 m dall'elettrodo di terra, la densità e il potenziale della corrente di diffusione sono quasi pari a zero.

La natura della potenziale curva di diffusione dipende sostanzialmente dalla forma dell'elettrodo di massa. Quindi, per un singolo elettrodo di terra emisferico, il potenziale sulla superficie terrestre cambierà secondo la legge iperbolica (Fig. 8.3).

Fig. 8.3. Distribuzione potenziale sulla superficie terrestre attorno a un sistema di elettrodo di terra emisferico (f è la variazione del potenziale di messa a terra sulla superficie terrestre; fz è il massimo potenziale dell'elettrodo di terra quando la corrente di guasto a terra è I3; r è il raggio dell'elettrodo di terra)

Fig. 8.4. Tensione di contatto con un singolo elettrodo di terra (f3 - resistenza totale del suolo alla diffusione di corrente dall'elettrodo di terra):
  1 - curva potenziale; 2 è una curva che caratterizza la variazione di Upr con la distanza dall'elettrodo di terra; Guasto a 3 fasi sull'alloggiamento

A seconda della posizione della persona nella zona di diffusione e del suo contatto con l'installazione elettrica b, il cui involucro è collegato a terra ed eccitato, una persona può entrare sotto la tensione di contatto Upr (Fig. 8.4), definita come la differenza potenziale tra il punto di installazione elettrica, a cui la persona f3 tocca, e il punto del suolo su cui si trova - fosn (in B)

Upr \u003d f3 - fosn \u003d f3 (1 - fosn / f3), (8.7)

dove l'espressione (1 - fosn / f3) \u003d a1 è il coefficiente di sollecitazione di contatto che caratterizza la forma della curva potenziale.

Dalla fig. La Figura 8.4 mostra che la tensione di contatto sarà massima quando una persona è lontana dal sistema di elettrodi di terra di 20 m o più (installazione c) ed è numericamente uguale al potenziale del sistema di elettrodi di terra Upr \u003d f3, mentre a1 \u003d I. Se una persona si trova direttamente sopra il sistema di elettrodi di terra (impianto elettrico a), allora Unp \u003d 0 e a1 \u003d 0. Questo è il caso più sicuro.

L'espressione (8.7) ci consente di calcolare Unp senza tener conto delle resistenze aggiuntive nel circuito terra-uomo, ovvero senza tenere conto della resistenza della scarpa, della resistenza della superficie di supporto delle gambe e della resistenza del pavimento. Tutto ciò viene preso in considerazione dal coefficiente a2, quindi in condizioni reali l'entità della tensione di contatto sarà ancora inferiore.

Tutti i casi di scosse elettriche dovute a scosse elettriche sono il risultato del contatto con almeno due punti del circuito elettrico tra i quali esiste una differenza potenziale. Il pericolo di un tale tocco dipende in gran parte dalle caratteristiche della rete elettrica e dal circuito per il collegamento di una persona ad essa. Dopo aver determinato la forza della corrente / h che passa attraverso la persona tenendo conto di questi fattori, è possibile scegliere le misure di protezione appropriate per ridurre il rischio di danni.

Inclusione in due fasi di una persona nel circuito corrente (Fig. 8.1, a). Si verifica piuttosto raramente, ma è più pericoloso rispetto alla monofase, poiché la massima tensione viene applicata al corpo - lineare e la forza corrente, A, che passa attraverso una persona non dipende dal circuito di rete, dalla sua modalità neutra e da altri fattori, t. e.

I \u003d Ul / Rh \u003d v 3Uf / Rh,

dove Uл e Uф - tensione lineare e di fase, V; Rch è la resistenza del corpo umano, Ohm (secondo le regole di installazione elettrica, nei calcoli si presume che Rch sia 1000 Ohm).

Casi di contatto bifase possono verificarsi quando si lavora con apparecchiature elettriche senza scaricare la tensione, ad esempio quando si sostituisce un fusibile bruciato all'ingresso dell'edificio, usando guanti dielettrici con rotture di gomma, attaccando il cavo a terminali non protetti del trasformatore di saldatura, ecc.

Inclusione monofase. La corrente che attraversa una persona è influenzata da vari fattori, che riduce il rischio di danni rispetto a un tocco a due fasi.

Fig. 1. Schemi di una possibile inclusione di una persona in una rete di corrente trifase: a - tocco a due fasi; b - tocco monofase in una rete con neutro a terra; c - tocco monofase in una rete con neutro isolato

In una rete monofase a due fili isolata da terra, la resistenza corrente, A, che passa attraverso una persona, con l'uguaglianza della resistenza di isolamento dei fili rispetto alla terra r1 \u003d r2 \u003d r, è determinata dalla formula

ICh \u003d U / (2Rch + r),

dove U è la tensione di rete, V; r è la resistenza di isolamento, Ohm.

In una rete a tre fili con neutro isolato a r1 \u003d r2 \u003d r3 \u003d r, la corrente passerà dal punto di contatto attraverso il corpo umano, le scarpe, il pavimento e l'isolamento imperfetto ad altre fasi (Fig. 8.1, b). poi

Ich \u003d Uf / (Ro + r / 3),

dove R® è la resistenza totale, Ohm; RO \u003d Rh + Rop + Rp; Rob - resistenza scarpa, cm: per scarpe in gomma Rob? 50.000 ohm; Rn - resistenza del pavimento, Ohm: per un pavimento in legno secco, Rп \u003d 60 000 Ohm; g - resistenza di isolamento dei fili, Ohm (secondo il PUE dovrebbe essere almeno 0,5 MΩ per fase della tensione della sezione di rete fino a 1000 V).

Nelle reti a quattro fili trifase, la corrente fluirà attraverso una persona, le sue scarpe, il pavimento, la messa a terra neutra della sorgente e il filo neutro (Fig. 8.1, c). La forza della corrente, A, che passa attraverso una persona,

Ih \u003d Uph (Ro + Rn),

dove RH è la resistenza di terra neutra, Ohm. Trascurando la resistenza RH, otteniamo:

Nelle aziende agricole vengono utilizzate principalmente reti elettriche a quattro fili con una tensione neutra messa a terra fino a 1000 V. Il loro vantaggio è che per mezzo di esse è possibile ottenere due tensioni di lavoro: Ul lineare \u003d 380 V e Fase Uf \u003d 220 V. Non mostrano tali reti requisiti elevati per la qualità dell'isolamento dei fili e vengono utilizzati con una grande rete di diramazione. Un po 'meno spesso, usano una rete a tre fili con neutro isolato a tensioni fino a 1000 V - più sicuro se la resistenza di isolamento dei fili viene mantenuta ad un livello elevato.

Toccare la tensione. Si verifica a seguito del contatto con installazioni elettriche in tensione o parti metalliche dell'apparecchiatura.

Se una corrente elettrica fluisce attraverso un elettrodo di terra, immerso nel terreno in modo che la sua estremità superiore si trovi a livello del suolo, quindi la tensione di contatto, V,

dove I3 è l'intensità della corrente di guasto a terra, A; c - resistività della base (suolo, pavimento, ecc.) su cui si trova la persona, Ohm * m; le sono la lunghezza e il diametro dell'elettrodo di massa, m; x è la distanza dalla persona al centro del sistema di elettrodi di terra, m; e - coefficiente di tensione di contatto.

b \u003d Rch / (Rch + Rob + Rn) \u003d Rch / Ro.

Trascurando la resistenza della scarpa (quando è bagnata o in assenza di essa), è possibile annotare per i seguenti casi:

i piedi vengono rimossi l'uno rispetto all'altro a una distanza di passo

b \u003d 1 / (1 + 1,5 s / Rh);

i piedi sono vicini

b \u003d 1 / (1 + 2s / Rh).

Tensione di passo. Questa è la tensione Ush sul corpo umano quando le gambe si trovano nei punti del campo di diffusione corrente dall'elettrodo di terra o da un filo caduto a terra, dove si trovano i piedi, quando una persona cammina nella direzione dell'elettrodo di terra (filo) o lontano da esso (Fig. 8.2).

Se una gamba si trova a una distanza x dal centro dell'elettrodo di terra, l'altra è a una distanza x + a, dove a è la lunghezza del gradino. In genere, nei calcoli prendere a \u003d 0,8 m.

La tensione massima in questo caso si verifica nel punto di chiusura della corrente a terra e man mano che si allontana da essa, diminuisce secondo la legge dell'iperbole. Si ritiene che a una distanza di 20 m dal punto di chiusura, il potenziale terrestre sia zero.

Tensione di fase, V

Fig. 2.

Anche con una piccola tensione (50 ... 80 V), può verificarsi una contrazione convulsiva involontaria dei muscoli delle gambe e, di conseguenza, una persona cade a terra. Allo stesso tempo, tocca contemporaneamente il terreno con mani e piedi, la distanza tra i quali è maggiore della lunghezza del passo, quindi la tensione corrente aumenta. Inoltre, in questa posizione dell'uomo, si forma un nuovo percorso del flusso corrente, che colpisce gli organi vitali. Questo crea una vera minaccia di morte. Quando la lunghezza del passo diminuisce, la tensione del passo diminuisce. Pertanto, per uscire dalla zona di azione della tensione del gradino, si dovrebbe muovere saltando su una gamba o su due gambe chiuse o il più breve possibile (in quest'ultimo caso, una tensione non superiore a 40 V è considerata accettabile).

Molti di noi fin dall'infanzia ricordano che un filo a brandelli nudo che è caduto a terra è molto pericoloso. Ricordo varie facce di passioni sul tempo umido e sulle vittime sfortunate che non avevano nemmeno "felicità" per toccare il metallo, che era eccitato e causava la loro ferita. Tutto sommato, sono riusciti a passare pericolosamente vicino alla linea danneggiata - e questo è stato più che sufficiente.

Ma che tipo di fenomeno è, grazie al quale un filo che giace "innocentemente" su un lato diventa una minaccia mortale? Tutti sanno che una scossa elettrica per una persona può essere causata solo da una corrente elettrica che attraversa il suo corpo. E la corrente elettrica ha bisogno di un percorso chiaro. Sono necessari almeno due punti di applicazione sul corpo dello sfortunato: uno di questi è la fase da cui può venire la corrente, e il secondo è zero, dove può andare liberamente.

Ma mi scusi, qual è la "fase"? Bene, "zero" è ancora comprensibile, ma da dove viene la "fase", se una persona cammina tranquillamente a terra e non tocca nemmeno alcun filo? Dopotutto, non sembra esserci nulla del genere - solo terreno bagnato. Un percorso, per esempio. Bene, sì, il filo sfilacciato di fase si trova nelle vicinanze tra i cespugli. Ma si è chiuso direttamente a terra: il circuito non include una camminata pedonale e la corrente non dovrebbe attraversarla. Ma sembra solo così.

Non ci sarebbe nulla da temere se la terra fosse un eccellente conduttore con una resistenza vicina a quella di un metallo. Quindi una rottura del filo e la caduta a terra finirebbe con un banale corto circuito.

La protezione da sovracorrente funzionerebbe o il filo strappato brucerebbe, ma in ogni caso non durerebbe a lungo. Ma in realtà, la resistività elettrica del suolo è di almeno 60 Ohm * m, e molto spesso di più, anche se il tempo è bagnato e piove. Pertanto, quando la causa si interrompe e viene messa in corto circuito a terra per la corrente elettrica, sorge semplicemente un nuovo circuito: un filo di fase - terra - un neutro messo a terra del trasformatore.

A causa della conduttività non molto elevata della terra, la corrente deve lavorare sodo per attraversare questo circuito, ma non ha opzioni. L'attuale "vorrebbe approfittare volentieri" di un'altra "strada parallela", che gli consentirebbe di accorciare il percorso. E il corpo del pedone può diventare così costoso.

Parlando scientificamente, sull'unica resistenza significativa del circuito neutro-filo-terra - terreno umido - c'è una caduta di tensione (variazione del potenziale elettrico) da 220 volt vicino al filo caduto a zero al neutro del trasformatore.

Questa caduta avviene in modo non lineare, ma il punto è che più si avvicina al filo, più rapidamente aumenta il potenziale della terra. Ciò significa che più vicino al punto della scogliera, maggiore è la differenza potenziale tra due punti di superficie situati a una certa distanza. E uno sfortunato passante può stare con un piede sul primo di questi punti e con l'altro piede sul secondo di essi. In questo caso, ovviamente, assumerà la differenza potenziale che è emersa, e questo può rivelarsi essere quasi tutta la tensione di fase se il filo è vicino.

Ovviamente, dove è apparsa la tensione, la corrente lì non si farà aspettare. Questo è tutto. Non avendo il tempo di rendersi conto della gravità della sua situazione, un passante riceve una scossa elettrica, forse fatale.

La tensione che si verifica in questi casi tra i piedi di una persona è chiamata "tensione del gradino" o "tensione del gradino", e ci sono alcune misure per affrontarlo.

La più affidabile di queste misure è l'equalizzazione dei potenziali. Allo stesso tempo, la superficie del suolo, dove è possibile un incidente con una fase difettosa al suolo, è dotata di una griglia di conduttori collegati a terra posti direttamente sotto la superficie.

Funziona in modo molto semplice: il potenziale del conduttore in ogni punto è sempre lo stesso, quindi trovarsi su una griglia del genere è semplicemente impossibile rimanere sotto tensione. L'equalizzazione dei potenziali viene effettuata sul territorio di quadri aperti (quadri esterni) e in altri luoghi potenzialmente pericolosi.

Ma, sfortunatamente, è impossibile dotare ogni supporto di linea di trasmissione di una potenziale griglia di equalizzazione. Pertanto, ogni persona che non è nemmeno un elettricista deve essere vigile: presta attenzione alle condizioni delle linee elettriche intorno a te, specialmente in caso di pioggia. Presta attenzione ai tuoi sentimenti: se sei "pizzicato" o addirittura "scosso" quando cammini, questo è un segno abbastanza sicuro dell'effetto della tensione del gradino.

Avendo capito che ci si trova nella zona di possibile impatto della tensione di fase, è necessario cercare di uscirne. Ma questo deve essere fatto con un passo d'oca - posizionando il tallone del piede su cui stai camminando sulla punta del piede su cui ti trovi. Pertanto, quando si cammina, entrambe le gambe saranno praticamente nello stesso punto con un potenziale elettrico - non vi sarà alcuna tensione tra di loro.