Что такое напряжение прикосновения и от чего зависит его величина

Что такое напряжение прикосновения

Напряжением прикосновения называется электрическое напряжение, возникающее на теле человека или животного в момент одновременного его контакта с парой точек проводника под напряжением или с парой проводящих частей электрического оборудования, например — с проводом в поврежденной изоляции.

Вообще понятие «напряжение прикосновения» относится к двум открытым для контакта проводящим частям либо к открытой проводящей части и месту на поверхности земли или пола, на котором стоит человек или животное. Если даже человек или животное не находятся в данный момент на указанном месте, можно по крайней мере судить об ожидаемом напряжении прикосновения, то есть о его предполагаемой величине.

Что такое напряжение прикосновения

Опасность напряжения прикосновения

Если изоляция электрического оборудования, или изоляция питающих проводов, линий, хотя бы частично повреждена, то велика вероятность того, что на корпусах такого оборудования и на конструкциях, с которыми данное оборудование находится в контакте, появится определенное напряжение.

К примеру, стоящий на земле человек дотрагивается до каркаса какой-нибудь установки, который (каркас) по какой-то причине оказался под напряжением, хотя и заземлен при этом. В таком случае разность потенциалов между точками на земле, где расположены стопы человека, и корпусом, в том месте где происходит контакт, и будет численным значением напряжения прикосновения.

Если данное напряжение безопасно (в пределах 2 вольт переменного напряжения), то нет причин для волнения, но если оно значительно выше (если хотя бы превышает 36 вольт переменного), то это может быть опасно.

Опасность напряжения прикосновения

По мере того, как человек удаляется от места заземления установки, величина напряжения прикосновения для него увеличивается. За пределами зоны растекания тока от установки, напряжение прикосновения будет равно напряжению непосредственно на корпусе оборудования относительно земли. Здесь зона растекания — это та часть земли, за пределами которой потенциал при замыкании частей установки под напряжением на землю принимается равным нулю.

Главный путь защиты от поражения электрическим током — надежная изоляция

Главный путь защиты от поражения электрическим током — надежная изоляция

Основные способы защиты людей от попадания под напряжение прикосновения — изоляция токоведщих частей электрооборудования, расположение опасных частей на недосягаемой без специального оснащения высоте, установка ограждений и сигнализации опасного приближения, наличие плакатов и знаков, предупреждающих об опасности, и конечно диэлектрические средства индивидуальной защиты. Между тем ни один из перечисленных способов защиты не является универсальным, поэтому лучше применять сразу несколько.

Итак, наличие надежной изоляции токоведущих частей — вот главное условие безопасности при эксплуатации электроустановок. Важнейшая характеристика изоляции — ее сопротивление.

Согласно ПУЭ, сопротивление изоляции кабелей, даже тех, которые работают при напряжении ниже 1000 вольт, не должно быть ниже 0,5 МОм для провода каждой из фаз, а для обмоток статоров электродвигателей регламентированное значение доходит до 1 МОм при комнатной температуре!

Суть в том, что когда человек касается, к примеру оголенного провода, ток через его тело определяется сопротивлением непосредственно тела и напряжением прикосновения в текущих условиях. Но когда человек касается изолированного провода, то сопротивление изоляции включается в цепь последовательно с телом человека, и падение напряжения, а так же ток через тело, получаются значительно меньше, и человек в данных условиях оказывается более защищен от поражения током.

Что такое напряжение прикосновения

Пользу электроэнергии трудно переоценить – это источник «жизни» практически всего, что нас окружает, начиная от элементарного освещения и заканчивая работой мощного технологического оборудования. Тем не менее, электричество несет серьезную угрозу человеку, ведь удары электрического тока способны принести:

  • болевые ощущения;
  • ожоги тела;
  • смерть человека.

Вопросами ограничения общения человека с электричеством, точнее с его опасными последствиями занимается электробезопасность, среди ее терминологии можно встретить такое понятие, как напряжение прикосновения – попробуем разобраться, что это такое.

Суть и опасность напряжения прикосновения

По сути, под этим термином принято считать напряжение, характеризующееся разностью потенциалов между двумя точками, доступными при одновременном прикосновении человеком и образующими электрическую цепь. В нашем случае это участок земли под ногами и часть корпуса электрооборудования (электрической установки) с которым происходит соприкосновение. Понятие напряжения прикосновения необходимо рассматривать с учетом:

  • шаговых напряжений;
  • зоны растекания токов.

Эти определения позволяют делать вывод, что наибольшее значение величины напряжения прикосновения (величины тока поражения) будет соответствовать максимальному возможному расстоянию при случайном прикосновении.

Государственным стандартом ГОСТ 12.1.038-82 регламентированы величины допустимого напряжения прикосновения при условии их суммарного суточного воздействия на человека не более 10 минут:

  • 2 В для переменного тока 50 Гц;
  • 3 В для переменного тока 400 Гц;
  • 8 В для постоянного тока.

напряжение прикосновения

На фото видно показания измерительного прибора, 121 вольт, между заземленной розеткой и корпусом холодильника, который включен в незаземленную розетку.

Более высокие падения напряжения принято считать вредными.

Пути защиты от напряжения прикосновения

Основной защитой от поражений электрическим током является надежная электрическая изоляция проводов. При случайном прикосновении человека к токоведущим частям через его тело протечет наибольший электрический ток, равный частному от деления напряжения на сопротивление тела. При исправной изоляции ее сопротивление составляет не менее 1 мОм (для цепей до 1000 В) и 0.5 мОм (220/380 В).

Учитывая, что величина сопротивления изоляции, включенной последовательно с сопротивлением человека несоизмеримо выше, она ограничивает токи, протекаемые через тело человека безопасными, практически равными нулю величинами. Изоляция токоведущих частей должна регулярно проверяться на соответствие нормам, измерения величины сопротивления производятся мегаомметром.

Эффективным средством является защитное заземление, с сопротивлением переходных контактов не превышающим 0.01 Ом. Контакт присоединения электроустановки переменного тока к заземлению должен обеспечиваться сварным или болтовым соединением.

Для систем заземления TN-C-S или TN-S эффективной мерой защиты является применение устройств защитного отключения или дифференциальных автоматов. Другими способами защиты от напряжения прикосновения можно считать:

  • расположение опасного оборудования на недосягаемой высоте;
  • установка защитных ограждений опасных зон;
  • оснащение предупреждающей сигнализацией;
  • использование плакатов и знаков.

Важным моментом считается обязательное применение средств индивидуальной защиты.

Смотрите также другие статьи :

Само по себе напряжение для жизни человека опасности не несет – можно находиться под потенциалом без ущерба для здоровья, угроза возникает при прохождении через тело человека электрического тока. Безопасным считается ток, не превышающий 1 миллиампера, однако уже сила тока в 50 мА может привести к остановке сердца.

Защитным отключением в случае появления дифференциальных токов, равных току утечки занимается устройство защитного отключения (УЗО). При этом контролируемый ток утечки зависит от типа прибора и может начинаться от 10 мА. Устанавливать защитный прибор необходимо последовательно с входным автоматом.

Шаговое напряжение и напряжение прикосновения

Главная задача — ставить ноги так, чтобы между точками соприкосновения с землёй была минимально возможная разница потенциалов. В том случае никаких последствий для организма за исключением неприятного покалывания не наблюдается.

Так как изменить величину потенциалов человек не может, а оставаться на месте также не вариант, ведь неизвестно, сработает ли защитная автоматика или нет, безопасный выход возможен только при максимальном уменьшении величины шага. Поэтому рекомендуется покидать зону поражения «гусиным шагом». Этот способ предполагает следующие действия:

  • Не отрывайте ноги от поверхности земли, перемещайте ступни, перетягивая по грунту.
  • За каждый шаг переставляйте ногу так, чтобы пятка одно поравнялась с носком другой(рис.б).
  • Если делать такие шажки ещё меньшими, это может увеличить время выхода, но снизит риск поражения электрическим током.

выход из зоны

Не рекомендуется прыгать на одной ноге, хотя такие советы можно услышать. Если рассматривать ситуацию с точки зрения разницы потенциалов, то такой вариант хорош. Но не стоит забывать об опасности споткнуться, попасть на кочку или в яму, ведь идеальных условий в поле не бывает. В результате таких происшествий удержаться на ногах будет сложно, а при падении разница потенциалов увеличится, так как расстояние между точками будет равняться росту человека. Именно такие падения становятся причиной большинства летальных исходов. Не спешите, передвигайтесь «гусиным шагом».

Безопасно ли напряжение прикосновения

Начнем с того, что именно опасно? Напряжение само по себе не представляет особой опасности. Разрушающие и опасные воздействия оказывает электрический ток. Однако от величины напряжения зависит вероятность получить удар током. Безопасным считается напряжение переменного тока 42 Вольта, ранее считали 36 В. Оно применяется для обустройства переносных светильников и для питания электроинструмента, при работе в труднодоступных местах, в гаражах, подвалах, влажных помещениях, а также в местах временных работ. Но напряжение прикосновение и безопасное напряжение для человека это немного разные вещи.

Действие электрического тока на человека губительно, он может вызвать фибриляционное сокращение сердца и смерть, поэтому величины допустимых напряжений и токов прописаны в нормативных документах. Согласно нормам, описанным в ГОСТ 12.1.038-82 напряжение прикосновения в нормальных условиях (без аварий) не должно быть больше:

  • при переменном токе с частотой 50 Гц – 2 В (ток – 0,3 мА);
  • при переменном токе с частотой 400 Гц – 3 В (ток – 0,4 мА);
  • при постоянном токе – 8 В (ток – 1 мА);

Это предельно допустимые значения при воздействии до 10 минут в сутки. Стоит отметить, что для людей, которые работают при температурах больше чем 25°С и относительной влажности более 75% эти значения уменьшают в 3 раза.

Так как напряжение прикосновения измеряется между местом положения человека на земле (его контакта с проводящей поверхностью) и местом касания электрооборудования – из этого следует, что оно зависит от места расположения в помещении, точнее относительно точки заземления. Чем дальше вы стоите в момент, когда коснулись опасного прибора, на чьем корпусе оказался потенциал (от точки заземления), тем больше величина напряжения прикосновения.

Стоит отметить еще несколько определений:

  1. Зона растекания. Такая площадь на земле, за пределами которой потенциал, возникший, при протекании тока замыкания на землю, равен нулю. За пределами зоны растекания напряжение прикосновения численно равняется величине потенциала на поверхности, которой касаетесь.
  2. Шаговое напряжение. Это напряжение между двумя точками на земле (грунте) вокруг места замыкания токоведущей части на землю. Смысл состоит в том, что если возле вас упал высоковольтный кабель, двигаться от него нужно мелкими приставными шагами, не отрывая ноги друг от друга и от земли, таким образом уменьшая расстояния между шагами. Потенциал от точки замыкания на землю убывает по экспоненте. Это значит, что в месте замыкания на землю – он равен потенциалу замыкаемого проводника, а за пределами зоны растекания нулю. Тогда напряжение между этими двумя точками равняется напряжению замкнутого кабеля.

Вы должны были заметить, что напряжение прикосновения, зона растекания и шаговое напряжение связаны между собой.

Расчет напряжения прикосновения

В сетях с изолированной нейтралью напряжение прикосновения рассчитывается по формуле:

Uприк=Фземли-Фкорпуса

Потенциал земли уменьшается с удалением от точки заземления, это проиллюстрировано на картинке выше. В случае, когда заземлитель один – самое опасное касание будет корпуса того прибора, который расположен от заземлителя дальше всех. Поэтому заземляющих контур должен объединять всю площадь помещения и обеспечивать равномерное уравнивание потенциалов.

Полностью формула, учитывающая все сопротивления (касания, зоны растекания), выглядит следующим образом:

U=Фзa1a2,

Где a1 – коэффициент U прикосновения, на него влияет форма кривой падения потенциала, a2 – коэффициент касания, учитывает сопротивление растекания по площади, на которой стоит человек, обуви, изоляции фазы от земли.

В сетях с глухозаземленной нейтралью, когда человек оказывается под действием напряжения ниже чем линейное (при линейном 380В, фазное равно 220В) ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением обуви, пола (земли) и тела.

Значения шагового напряжения

Из физических предпосылок возникновения такого эффекта становится понятным, что величина шагового напряжения зависит от величины удаления от заземлителя или упавшего провода, расстояния между ступнями ног.

шаговое напряжение зависит от

При этом можно выделить следующие основные значения:

    Максимальное — возникает в случаях, когда одна ступня находится на проводе или на грунте над заземлителем, а вторая на расстоянии 80–100 см. Это объясняется крутизной падения кривой графика зависимости потенциала от расстояния до точки заземления. Именно на этом участке разница потенциалов будет максимальной.

значение напряжения

Именно на этих данных и обоснованы правила выхода из зоны шагового напряжения, возникающей при аварийной ситуации. Практика показала, что придерживаться этих рекомендаций следует до тех пор, пока расстояния до центра зоне не превысит значение 20 м.

Также читайте: Откуда появляется ноль в трансформаторе

Определение понятия

Когда человек или животное касается своим телом оголенных токоведущих частей, корпуса прибора, который почему-то оказался под потенциалом, кабеля с поврежденной изоляцией и т.п, а сам, при этом стоит на земле – то разность потенциалов между точкой касания и землей называется напряжением прикосновения.

Иначе говоря, это то напряжение, под которым находятся две оголенные проводящие части не соединенные между собой.

Условия возникновения таковы – корпуса электроприборов обычно заземлены, но повреждения изоляции электрооборудования внутри этих корпусов вызывает появление напряжения прикосновения, когда вы возьметесь рукой за металлическую часть корпуса и связанных с ним металлических частей.

Погодные и внешние условия

Очевидно, что сырое помещение более опасно, нежели сухое. Состояние воздуха и иные климатические условия сильно влияют на вероятность поражение напряжением прикосновения. Усугубляющее действие, помимо сырости, оказывают:

  1. Пары агрессивных жидкостей и газы.
  2. Токопроводящая пыль.
  3. Неизолированные полы: кирпич, бетон, металл, грунт.

Повышенная температура служит дополнительным ослабляющим фактором, поскольку люди потеют, и снижается сопротивление кожи. К тому же в жару изоляция кабелей подвержена наибольшему риску. Согласно этим факторам помещения принято делить следующим образом:

  • Особо опасные: химически агрессивная или органическая среда, обилие влаги (особо сырые), наружные электроустановки.
  • С повышенной опасностью: токопроводящие полы (см. выше); сырость, либо относительная влажность свыше 75%; жара; обилие заземлённых металлических конструкций.
  • Без повышенной опасности: с нормальным климатом, изолированными полами (дерево, полимеры), не содержащие металлических конструкций.

Приведённые термины имеют более качественную окраску, нежели количественную, учебники по технике безопасности предлагают дальнейшую расшифровку по классам опасности. Отдельные термины:

  • Жаркое помещение – с температурой выше 35 градусов Цельсия.
  • Пыльное помещение – предметы гарантированно запылены. Особенно опасна токопроводящая пыль.
  • Сухое помещение – с относительной влажностью воздуха не более 60%. Если отсутствуют любые признаки, перечисленные ниже, помещение называют нормальным.
  • Влажное помещение – с относительной влажностью воздуха не более 75%. Допускается лёгкий конденсат, но временный.
  • Сырое помещение – относительная влажность воздуха свыше 75%.
  • Особо сырое помещение – влажность максимальная, поэтому на предметах, стенах, потолке, полу гарантированно присутствует конденсат.
  • Химически агрессивное (органическое) помещение – содержащее агрессивные или органические среды и их пары.

Выход из зоны шагового напряжения

Чтобы повысить свои шансы на спасение, при попадании в зону действия шагового напряжения действуйте по следующей схеме:

  • Если находитесь недалеко от ЛЭП, действующих трансформаторных подстанций, другого электрооборудования, при возникновении ощущения пощипывания в ногах, появлении судорог остановитесь.
  • Не предпринимайте попытки панического бегства, это основная ошибка, которую можно допустить.
  • Осмотритесь по сторонам, определите возможное место падения провода и КЗ на землю. Даже если видимых ориентиров нет, выбирайте направление движение на удаление от любых электрических линий или оборудования.
  • Выходите «гусиным шагом», минимальное пройденное расстояние должно быть не менее 20 м, лучше перестраховаться.

Также читайте: Технические характеристики кабеля — КГН

После выхода из опасной зоны немедленно сообщите в службу спасения, так как телефона энергоснабжающей организации у вас под рукой, скорее всего, не будет. Не предпринимайте никаких действий для самостоятельной ликвидации аварии, тем более, не имея доступа к устройствам, позволяющим отключить питание отдельных участков сети или обесточить электрооборудование.

5.1 8. Что такое напряжение прикосновения и отчего зависит его величина?

Напряжение прикосновения — это напряжение между двумя точ­ками электрической цепи тока, которых одновременно касается человек. Величина напряжения зависит от расстояния между человеком и заземлением. Чем больше расстояние, тем больше напряжение прикосновения. При наименьшем расстоянии человека от заземлителя напряжение минимальное. Увеличение этого расстояния сопровождается повышением напряжения прикосновения: чем больше это рас­стояние, тем больше опасность поражения человека.

5.19. Что такое шаговое напряжение и каков механизм поражения человека им?

Шаговое напряжение-это напряжение между двумя точками по­верхности земли в зоне замыкания провода (при обрыве и падении на землю), находящегося под напряжением, на землю, расположенными на расстоянии одного шага. В месте расположения провода в почве образуется потенциал, величина которого уменьшается с увеличени­ем расстояния до источника тока.

При нахождении человека в зоне растекания тока на него воздей­ствует шаговое напряжение. Это может привести к поражению чело­века электрическим током: вызвать судороги, падение человека на зем­лю, потерю сознания, паралич дыхания.

5.20. Как следует выходить из поля растекания тока?

Во избежание поражения человека электрическим током он дол­жен выходить из зоны растекания тока так, чтобы длина шага была минимальная, не отрывая ноги от земли. В этом случае опасность по­ражения будет наименьшая. При выходе прыжками (на одной ноге или обе ноги вместе) человек может упасть, потерять координацию, что усугубит тяжесть поражения. При наличии нетокопроводящих мате­риалов (сухие доски и т.п.) целесообразно выходить по ним.

5.21. Какие помещения относятся к электропомещениям?

Электропомещения — это помещения или их части, в которых ус­тановлено действующее (эксплуатируемое) электрооборудование, предназначенное для производства, преобразования или распределе­ния электроэнергии. Такие помещения должны быть доступны только для квалифицированного электротехнического персонала.

5.22. Что такое электроустановка?

Электроустановка — установка, в которой производится, преоб­разуется, передается, распределяется, потребляется электрическая энер­гия.

5.23. На какие классы разделяются электроустановки и помещения по степени электробезопасности?

С точки зрения мер электробезопасности электроустановки разде­ляются на электроустановки напряжением:

— более 1 ООО В в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);

— выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);

—до 1000 В с заземленной нейтралью; —до 1000 В с изолированной нейтралью.

5.24. На какие классы подразделяются злектропомещения по степени опасности поражения электрическим током?

В зависимости от условий, повышающих или понижающих опас­ность поражения человека электрическим током, помещения делят на три класса по степени опасности:

помещения с повышенной опасностью (в которых относительная влажность воздуха длительно превышает 75%); температура воздуха длительно составляет более +35°С; токопроводяшая пыль (угольная, графитовая, металлическая и т.п.); токопроводяшие полы, на которых возможно одновременное прикосновение к имеющим соединение с землей металлическим элементам оборудования (металлоконструкци­ям зданий) и металлическим корпусам электрооборудования);

Особо опасные помещения (в которых относительная влажность воздуха близка к 100%); с химически активной средой, разрушающе действующей на изоляцию оборудования; а также имеющие наличие двух и более условий, соответствующих помещениям с повышенной опасностью);

Помещения без повышенной опасности (в которых отсутствуют все выше приведенные признаки).

По степени опасности электроустановки вне помещений прирав­нивают к электроустановкам, эксплуатирующимся в особо опасных помещениях.

5.25. Классификация помещений по степени поражения.

По характеру среды различают такие производственные помеще­ния:

— нормальные (сухие помещения, в которых отсутствуют признаки жарких и запыленных помещений с химически активной средой);

— сухие (относительная влажность воздуха не превышает 60%);

— влажные (относительная влажность воздуха—60—75%);

— сырые (относительная влажность воздуха в течение длительного времени превышает 75%, но не достигает 100%);

— особо сырые (относительная влажность воздуха около 100% — стены, потолок, предметы покрыты влагой);

— жаркие (температура воздуха в течение длительного времени превышает+30° С);

— запыленные (выделяющаяся в помещении пыль оседает на проводах и проникает внутрь машин, агрегатов; помещения могут быть с токопроводящей или нетокопроводящей пылью);

— с химически активной средой (в помещении постоянно или в течение длительного времени выделяется пар или откладываются отложения, которые разрушительно действуют на изоляцию и токопроводящие части оборудования).

Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения – это разница потенциалов между двумя точками цепи, за которую взялся человек. Шаговое напряжение не входит в определение.

Электротравмы

Говорят, птицы сидят на оголённых проводах и не падают от разряда, сопротивление кожи их ног велико, ток идёт преимущественно по проводу. Если человек попробует взяться за линию ЛЭП на аналогичном расстоянии двумя руками, исход окажется плачевным.

Электротравма – повреждение, вызванное контактом человека с электрическим током.

Электротравмы принято делить на местные и общие. На первый тип приходится пятая часть от общего числа несчастных случаев в промышленности, на вторую – более половины. Прочие воздействия сводятся к обычным ударам (возбуждение тканей организма, непроизвольное сокращение мышц), как правило, обходятся без последствий. Местные электротравмы сопровождаются ожогами, металлизацией кожи от расплава металла, повреждениями глаз и электрическими знаками (сравнительно безвредные отметины на коже разнообразного характера). Сильный электрический удар способен остановить сердце и лёгкие.

Самыми распространёнными явлениями среди местных травм считаются ожоги. На них приходится две трети всей симптоматики. Наибольшему риску подвержены электромонтеры, занимающиеся эксплуатацией действующих установок. Электрические удары принято делить на 5 групп:

  1. Неприятная резкая потеря ориентации, мгновенная судорога.
  2. Рефлексы тела, сопровождающиеся резкой болью.
  3. Потеря сознания от удара током без иных видимых последствий.
  4. Нарушение сердечной активности с одновременной потерей сознания. Сбои в дыхании.
  5. Клиническая смерть.

Как легко догадаться, даже кратковременное прикосновение к оголённым частям электрооборудования приводят к неприятным последствиям. На электрические удары приходится пять шестых от общих случаев смертельных исходов, зарегистрированных на предприятиях.

Как посчитать напряжение прикосновения

Учебник Белявина по электробезопасности даёт неплохое представление, как правильно оценить напряжение прикосновения, когда одной точкой прохождения тока становится нога, а человек стоит на земле. Рассматривается случай возникновения потенциала от утечки тока короткого замыкания. Очевидно, что потенциал грунта убывает по экспоненте с увеличением расстояния до заземлителя. На расстоянии 20 метров от точки погружения в почву становится равным нулю.

Белявин предлагает рассматривать вопрос об опасности так, будто человек рукой взялся за точку заземлителя. Тогда наименьшая опасность (как ни странно) когда он и стоит рядом. Хотя шаговое напряжение при этом максимальное, нельзя далеко расставлять ноги, чтобы не получить смертельный удар. Действительно, потенциал проводника мало отличается от грунта, участок закорочен контуром заземления. В этом случае нужно немедленно отпустить конструкцию, находящуюся под током, «гусиным шагом» аккуратно покинуть место аварии.

Шаговое напряжение

Гораздо хуже ситуация смотрится, если человек стоит в полуметре или метре от точки погружения защитного или рабочего (нейтрали) нулевого проводника в грунт. Это опаснее, чем сделать шаг на аналогичное расстояние. Потому что сопротивление между рукой и металлом мало, а контуры ног соединены параллельно, что увеличивает опасность пробоя (не спасает и резиновая обувь). Но ещё хуже смотрится случай, когда кусок заземлителя проложен в воздухе параллельно земле, но не соприкасается с ней ни в одной точке, кроме той, где нулевой проводник входит в грунт. В последнем случае разница потенциалов высочайшая. Описание ситуации:

  1. Человек стоит на земле в 20 метрах от входа заземлителя в грунт. Здесь потенциал, создаваемый растекающимся током, уже равен нулю.
  2. По случайности или недосмотру конструкция, идущая параллельно земле на диэлектрических опорах (трубопровод, изгородь) с малым электрическим сопротивлением (металл), оказалась соединённой с точкой входа нулевого проводника в грунт и находится за 20 метров от неё.
  3. Человек стоит на земле, взялся рукой за железо по п. 2. Немедленно оказывается под фазным напряжением сети. 220 В не смогут пробить подошву обуви, если стоять босиком, либо случайно опереться второй рукой на грунт, напряжение прикосновения окажется максимальным из возможных вариантов и чрезвычайно опасным (характеристика по траектории тока в зависимости от урона приведена в заключение обзора Шаговое напряжение).

Итак, урон наименьший, если человек стоит в точке заземлителя. При этом шаговое напряжение максимальное, удаляться от источника нужно осторожно. В точке на расстоянии 20 метров допустимо ходить свободно, но если случайно взяться за проводник, по п. 2, последствия предвидятся тяжелейшие.

Скептики скажут, что в вышеописанной ситуации не учтён факт деления напряжения между сопротивления нулевого проводника, лежащего выше и ниже грунта. В действительности все учтено. Сопротивление железа (тем более, меди) намного ниже сопротивления заземлителя (работа выхода электронов с поверхности контура в почву). Последний параметр прямо пропорцинонален сопротивлению грунта, и обратно – геометрическим размерам контура.

Требования безопасности

По действующим нормам напряжение прикосновения не должно превышать 65 В, что считается безопасным значением при длительном (свыше трёх секунд) прикосновении. Потом допустимый порог растёт с падением интервала:

  1. 0,1 сек – 740 В.
  2. 0,2 сек – 370 В.

Когда эти требования не обеспечиваются, следует применять защитную спецодежду. Особенно опасным признан случай одновременного прикосновения к токонесущей части оборудования и заземлителю. При проведении профилактических (ремонтных) работ металлические конструкции, находящиеся под потенциалом грунта, стоящие ближе 2-х метров к обслуживаемому оборудованию, закрываются щитами, изолирующими плитами и пр.

Предосторожность на работе

Предосторожность на работе

При длительных утечках тока напряжение прикосновения заносится на металлические конструкции, непосредственно граничащие с заземлителем: трубы, заборы, лестницы и др. Как напряжение шага, оно быстро убывает с расстоянием, но безопасную зону нельзя однозначно начертить, многое зависит от свойств опасного участка, его проводимости.

Отдельные трубопроводы находятся под катодной защитой методом образования на них отрицательного относительно почвы потенциала. В таком случае участок однозначно изолирован от заземлителя и представляет повышенную опасность. Граница раздела обычно лежит на границе территории завода или здания. Визуально возможно определить по наличию изолирующего фланца в трубопроводе. При аварии рекомендуется по возможности быстро устранить источник опасности.

Меры защиты

Помимо спецодежды присутствуют конструктивные соображения. Чтобы уменьшить напряжение шага и прикосновения, уравниваются потенциалы. Это достигается вводом заземлителя в почву в нескольких точках. Обычно по периметру определённой формы. Получается, во всех местах входа потенциал равен, и напряжение прикосновения выше всего за пределами указанной линии. Внутри остаётся опасность, обусловленная псевдослучайными процессами, но намного ниже, чем при одинарном контуре.

Форма периметра зависит от имеющихся на местности условий: линия, если так повышается безопасность передвижения, либо сетка, квадрат, шестиугольник и пр. Если брать европейские стандарты, встречается конструкция подземного контура заземлителя в виде гребёнки. Это сделано для снижения тока растекания: движущиеся заряды приходятся на больший периметр, что закономерно снижает разницу потенциалов (по закону Ома для участка цепи). Аналогичная идея использована и в указанном выше случае. Чем протяжённое периметр, тем меньше напряжение прикосновения.

Итак, конструкция заземлителя играет большую роль в защите от опасности персонала и случайных прохожих. В частности, территория предприятия обнаруживает скопление случайных заземлителей, объединённых в единую цепь. Включая контур громоотвода. Все это делается с целью уменьшения опасности на случай аварии. Продолжим акцентировать внимание: рассматриваются именно случаи утечки. В прочих ситуациях ток через защитный и рабочий нулевой проводник весьма мал. Это достигается как исправностью изоляции, так и равномерной нагрузкой по всем фазам.

Погодные и внешние условия

Очевидно, что сырое помещение более опасно, нежели сухое. Состояние воздуха и иные климатические условия сильно влияют на вероятность поражение напряжением прикосновения. Усугубляющее действие, помимо сырости, оказывают:

  1. Пары агрессивных жидкостей и газы.
  2. Токопроводящая пыль.
  3. Неизолированные полы: кирпич, бетон, металл, грунт.

Наглядное пособие

Повышенная температура служит дополнительным ослабляющим фактором, поскольку люди потеют, и снижается сопротивление кожи. К тому же в жару изоляция кабелей подвержена наибольшему риску. Согласно этим факторам помещения принято делить следующим образом:

  • Особо опасные: химически агрессивная или органическая среда, обилие влаги (особо сырые), наружные электроустановки.
  • С повышенной опасностью: токопроводящие полы (см. выше); сырость, либо относительная влажность свыше 75%; жара; обилие заземлённых металлических конструкций.
  • Без повышенной опасности: с нормальным климатом, изолированными полами (дерево, полимеры), не содержащие металлических конструкций.

Приведённые термины имеют более качественную окраску, нежели количественную, учебники по технике безопасности предлагают дальнейшую расшифровку по классам опасности. Отдельные термины:

  • Жаркое помещение – с температурой выше 35 градусов Цельсия.
  • Пыльное помещение – предметы гарантированно запылены. Особенно опасна токопроводящая пыль.
  • Сухое помещение – с относительной влажностью воздуха не более 60%. Если отсутствуют любые признаки, перечисленные ниже, помещение называют нормальным.
  • Влажное помещение – с относительной влажностью воздуха не более 75%. Допускается лёгкий конденсат, но временный.
  • Сырое помещение – относительная влажность воздуха свыше 75%.
  • Особо сырое помещение – влажность максимальная, поэтому на предметах, стенах, потолке, полу гарантированно присутствует конденсат.
  • Химически агрессивное (органическое) помещение – содержащее агрессивные или органические среды и их пары.

Измерение

Напряжение прикосновения измеряют амперметром и вольтметром. Оценивается разница потенциалов между предметами, доступными прикосновению и имитацией подошв человека – лежащей на грунте металлической квадратной пластиной площадью 625 кв. см. Сопротивление тела заменяется эквивалентным резистором, параллельно подключается вольтметр для измерения напряжения.

Источником тока служит приспособленный для испытаний трансформатор, выдающие напряжение, способное гипотетически возникнуть на металлических конструкциях. Если вольтаж цепи слишком велик, величину резистора берут выше, потребуется измерить и ток. Потом вычисляется сопротивление цепи и по графику (прямая линия) находятся значения для «боевых» условий настоящей аварии.

Одна из точек вторичной обмотки заземляется. Если это невозможно по условиям, ставится разделительный трансформатор. И уже точка его вторичной обмотки заземляется. Это нужно (в нарушение техники безопасности) для достижения «опасностью» максимума.

  • alt=»Шаговое напряжение» width=»120″ height=»120″ />Шаговое напряжение
  • alt=»Фазное напряжение» width=»120″ height=»120″ />Фазное напряжение
  • alt=»Номинальное напряжение» width=»120″ height=»120″ />Номинальное напряжение
  • alt=»Электрическое напряжение» width=»120″ height=»120″ />Электрическое напряжение

Напряжение шага и прикосновения

Поражение током возможно при прикосновении к заземленному корпусу электрооборудования, на которое произошло замыкание. В этом случае, когда человек касается одновременно корпуса, оказавшегося под напряжением, и земли, на которой стоит, он может оказаться под напряжением прикосновения U .

Напряжение прикосновения — разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Потенциалы на поверхности грунта при замыкании тока на корпус любого потребителя распределяются по гиперболической кривой. Напряжение прикосновения равно разности потенциалов корпуса электрооборудования и точек почвы, на которых находятся ноги человека. Чем дальше электродвигатель находится от заземлителя, тем под большее напряжение прикосновения человек попадает, и наоборот, чем ближе к заземлителю, тем меньше напряжение прикосновения U . За пределами зоны растекания тока напряжение прикосновения равно напряжению на корпусе оборудования относительно земли.

Рис. Схема прикосновения человека к заземленному оборудованию при напряжении прикосновения:

I-распределение потенциала на поверхности грунта в момент замыкания фазы на корпус; II — напряжение прикосновения U при изменении расстояния от заземлителя; 1,2,3 — корпуса электродвигателей

Напряжение прикосновения и величина тока, протекающего через организм человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки переменного тока частотой 50 Гц, не должны превышать соответственно 2 В и 0,3 мА.

Снизить напряжение прикосновения и силу тока можно за счет малого сопротивления системы защитного заземления или увеличения потенциала поверхности в зоне растекания тока на землю.

При наличии токопроводящих полов или грунта человек, находящийся недалеко от корпуса электрооборудования, на которое произошло замыкание тока, может оказаться под напряжением шага U Напряжение шага возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю.

Напряжение шага — напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

Характер распределения потенциалов на земной поверхности подчиняется гиперболическому закону.

На расстоянии 1 м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, на расстоянии 10 м снижение достигает 92%, а на расстоянии 20 м потенциал точек земли практически равен нулю. Такое распределение потенциалов объясняется тем, что вблизи заземлителя площадь проводника-земли малая, поэтому здесь земля оказывает большое сопротивление прохождению тока. По мере удаления от заземлителя сечение проводника-земли увеличивается, сопротивление его уменьшается, следовательно, и падение напряжения уменьшается. На расстоянии более 20 м от места замыкания тока земля практически не оказывает сопротивления прохождению тока.

Человек, находясь в зоне растекания тока, даже не прикасаясь к поврежденному оборудованию, может попасть под высокое напряжение.

Это происходит потому, что различные точки земли, которых касаются ноги человека, имеют различные потенциалы.

Из равенства следует, что напряжение шага зависит от тока замыкания, ширины шага, расстояния от человека до места замыкания тока на землю, а также от удельного сопротивления грунта. По мере удаления от места замыкания напряжение шага становится меньше.

Максимальное значение будет, когда человек одной ногой стоит на участке земли в точке замыкания тока на землю, а другой — на расстоянии шага от этой точки. Минимальное значение соответствует случаю, когда человек стоит на точках с одинаковыми потенциалами, тесно сомкнув ноги. В этом случае = 0.

Напряжение шага является причиной частой гибели людей и крупных животных (коров, лошадей). При обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещается приближение к месту повреждения на расстояние ближе 4 м в помещениях и ближе 10 м — на открытых площадках.

Следует отметить, что характер зависимости напряжения шага от расстояния между человеком и заземлителем противоположен той же зависимости напряжения прикосновения, которое увеличивается с увеличением расстояния.

Без учета дополнительных сопротивлений в электрической цепи человека максимальное напряжение шага меньше напряжения прикосновения. Однако поражение людей при воздействии напряжения шага объясняется тем, что под действием тока в ногах возникают судороги и человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные органы — легкие и сердце, что приводит к параличу их деятельности.

Оказавшись в зоне напряжения шага, выходить из нее следует небольшими шагами (гусиными скользящими шагами) в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю и, в частности, лежащего на земле провода.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: