§ 3. Gefahr eines Stromschlags.
Schema des einphasigen Anschlusses einer Person an ein Drehstromnetz mit geerdetem Neutralleiter.
Ein elektrischer Schlag entsteht, wenn ein Stromkreis durch den menschlichen Körper geschlossen wird. Dies geschieht, wenn eine Person mindestens zwei Punkte eines Stromkreises berührt, zwischen denen Spannung anliegt. Die Einbeziehung einer Person in einen Stromkreis kann auf verschiedene Weise erfolgen: zwischen dem Kabel und der Erde, sogenannte einphasige Verbindung; zwischen zwei Drähten - zweiphasiger Anschluss. Diese Schemata sind am typischsten für dreiphasige Netzwerke Wechselstrom. Es ist auch möglich, gleichzeitig zwischen zwei Drähten und Erde umzuschalten; zwischen zwei Punkten auf dem Boden mit unterschiedlichem Potenzial usw.
Einphasiger Anschluss einer Person an das Netzwerk stellt den direkten Kontakt einer Person mit Teilen einer elektrischen Anlage oder Ausrüstung dar, die normalerweise oder versehentlich unter Spannung stehen. In diesem Fall variiert der Grad der Verletzungsgefahr je nachdem, ob das Stromnetz über einen geerdeten oder isolierten Neutralleiter verfügt, sowie abhängig von der Qualität der Isolierung der Netzwerkkabel, ihrer Länge, Betriebsart und vielen anderen Parameter.
Bei einphasigem Anschluss an ein Netz mit geerdetem Neutralleiter steht eine Person unter Phasenspannung, die 1,73-mal geringer als linear ist, und wird einem Strom ausgesetzt, dessen Größe durch den Wert der Phasenspannung der Anlage bestimmt wird und der Widerstand des menschlichen Körpers (Abb. 69). Eine zusätzliche Schutzwirkung ergibt sich durch die Isolierung des Standbodens und der Schuhe.
Reis. 69. Schema des einphasigen Anschlusses einer Person an ein Drehstromnetz mit geerdetem Neutralleiter
Also in einem Vierleiter-Drehstromnetz mit geerdetem Neutralleiter Stromkreis, der durch eine Person geht, umfasst den Widerstand seines Körpers sowie den Widerstand des Bodens, der Schuhe und die Erdung des Neutralleiters der Stromquelle (Transformator usw.). In diesem Fall der aktuelle Wert
wo U l - lineare Spannung, V; R t - Widerstand des menschlichen Körpers, Ohm; R p - Widerstand des Bodens, auf dem sich die Person befindet, Ohm; R rev – Widerstand der Schuhe einer Person, Ohm; R 0 - neutraler Erdungswiderstand, Ohm.
Betrachten Sie als Beispiel zwei Fälle des einphasigen Anschlusses einer Person an ein dreiphasiges Vierleiternetz mit geerdetem Neutralleiter bei U l = 380 V.
Ein Fall widriger Umstände. Eine Person, die eine Phase berührt, befindet sich auf feuchtem Boden oder einem leitfähigen (Metall-)Boden, ihre Schuhe sind feucht oder haben Metallnägel. Dementsprechend akzeptieren wir den Widerstand: menschlicher Körper R t = 1000 Ohm, Boden oder Boden R p = 0; Schuhe R rev = 0.
Der neutrale Erdungswiderstand R0 = 4 Ohm wird aufgrund seines unbedeutenden Wertes nicht berücksichtigt. Ein Strom fließt durch den menschlichen Körper
lebensgefährlich sein.
Ein Fall mit günstigen Konditionen. Eine Person steht auf einem trockenen Holzboden mit einem Widerstand von R p = 60.000 Ohm und trägt an ihren Füßen trockene, nicht leitende (Gummi-)Schuhe mit einem Widerstand von R rev = 50.000 Ohm. Dann fließt ein Strom durch den menschlichen Körper
was für den Menschen langfristig akzeptabel ist.
Darüber hinaus weisen trockene Böden und Gummischuhe im Vergleich zu den zur Berechnung akzeptierten Werten eine deutlich höhere Widerstandsfähigkeit auf.
Diese Beispiele zeigen, wie wichtig die isolierenden Eigenschaften des Bodens und der Schuhe sind, um die Sicherheit von Personen zu gewährleisten, die unter Bedingungen mit möglichem Kontakt mit elektrischem Strom arbeiten.
Die Kenntnis der in elektrischen Anlagen ablaufenden Prozesse ermöglicht es Energietechnikern, Geräte jeder Spannung und Stromart sicher zu betreiben, Reparaturarbeiten durchzuführen und technischer Service elektrische Systeme.
Die in der PTB und PTE enthaltenen Informationen helfen, Fälle von Stromschlägen in einer elektrischen Anlage zu vermeiden – die wichtigsten Dokumente, die von den besten Spezialisten auf der Grundlage einer Analyse von Unfällen mit betroffenen Personen erstellt wurden gefährliche Faktoren Begleitung der Arbeit der elektrischen Energie.
Umstände und Gründe dafür, dass eine Person elektrischem Strom ausgesetzt ist
In den Sicherheitsrichtlinien werden drei Gruppen von Gründen genannt, die einen Stromschlag bei Arbeitnehmern erklären:
1. unbeabsichtigte, unbeabsichtigte Annäherung an unter Spannung stehende Teile in geringerem Sicherheitsabstand oder deren Berührung;
2. Auftreten und Entwicklung von Notfallsituationen;
3. Verstoß gegen die Anforderungen der geltenden Verhaltensregeln für Arbeitnehmer in bestehenden Elektroanlagen.
Zur Beurteilung der Gefahren einer menschlichen Verletzung gehört die rechnerische Bestimmung der Stärke der Ströme, die durch den Körper des Opfers fließen. In diesem Fall müssen viele Situationen berücksichtigt werden, in denen Kontakte an zufälligen Stellen in der Elektroinstallation auftreten können. Darüber hinaus ändert sich die an sie angelegte Spannung aus vielen Gründen, einschließlich der Bedingungen und Betriebsarten des Stromkreises sowie seiner Energieeigenschaften.
Bedingungen für Personenschäden durch elektrischen Installationsstrom
Damit Strom durch den Körper des Opfers fließen kann, muss ein Stromkreis erstellt werden, indem dieser an mindestens zwei Punkte des Stromkreises angeschlossen wird, an denen eine Potenzialdifferenz – Spannung – besteht. Bei elektrischen Geräten können folgende Bedingungen auftreten:
1. gleichzeitige zweiphasige oder zweipolige Berührung verschiedener Pole (Phasen);
2. einphasiges oder einpoliges Berühren des Potenzials des Stromkreises, wenn die Person eine direkte galvanische Verbindung mit dem Erdpotenzial hat;
3. versehentliches Herstellen eines Kontakts mit leitenden Elementen einer elektrischen Anlage, die infolge eines Unfalls unter Spannung standen;
4. Einwirkung von Schrittspannung, wenn zwischen den Punkten, an denen sich gleichzeitig Beine oder andere Körperteile befinden, eine Potentialdifferenz entsteht.
In diesem Fall kann es zu einem elektrischen Kontakt des Opfers mit einem spannungsführenden Teil der Elektroinstallation kommen, der von der PUE als Berührung gewertet wird:
1. direkt;
2. oder indirekt.
Im ersten Fall entsteht es durch direkten Kontakt mit einem spannungsführenden Teil, das unter Spannung steht, im zweiten Fall durch Berühren nicht isolierter Schaltungselemente, wenn im Falle eines Unfalls ein gefährliches Potenzial durch sie hindurchgegangen ist.
Ermittlung der Bedingungen für den sicheren Betrieb einer elektrischen Anlage und Vorbereitung der darin befindlichen Arbeiter Arbeitsplatz, notwendig:
1. Fälle analysieren, in denen die wahrscheinliche Schaffung von Wegen für den Durchgang von elektrischem Strom durch das Militärpersonal besteht;
2. seinen maximal möglichen Wert mit den aktuellen minimal akzeptablen Standards vergleichen;
3. über die Umsetzung elektrischer Sicherheitsmaßnahmen entscheiden.
Merkmale der Analyse von Verletzungsbedingungen für Personen in elektrischen Anlagen
Zur Beurteilung der Strommenge, die in einem Gleich- oder Wechselspannungsnetz durch den Körper des Opfers fließt, werden die folgenden Schreibweisen verwendet:
1. Widerstände:
Rh – in der Nähe des menschlichen Körpers;
R0 – für Erdungsgerät;
R von der Dämmschicht relativ zur Bodenkontur;
2. Strömungen:
Ih – durch den menschlichen Körper;
Iз - Kurzschluss zum Erdkreis;
Uc - Stromkreise mit Gleich- oder Einphasenwechselstrom;
Ul – linear;
Uph – Phase;
Upr – berühren;
Usch – Schritt.
In diesem Fall sind die folgenden typischen Schemata zum Anschluss eines Opfers an Spannungskreise in Netzwerken möglich:
1. DC bei:
einpoliger Kontakt eines Leiters mit einem vom Erdstromkreis isolierten Potenzial;
einpoliger Kontakt des Stromkreispotentials mit einem geerdeten Pol;
bipolarer Kontakt;
2. Drehstromnetze bei;
einphasiger Kontakt mit einem der potentiellen Leiter (allgemeiner Fall);
Zweiphasenkontakt.
Schadensschemata in Gleichstromkreisen
Einpoliger menschlicher Kontakt mit von der Erde isoliertem Potenzial
Unter dem Einfluss der Spannung Uc fließt der Strom Ih durch eine sequentiell erzeugte Kette des Potentials des unteren Leiters, des Körpers des Opfers (Arm-Bein) und des Erdkreises durch den doppelten Isolationswiderstand des Mediums.
Einpoliger Menschenkontakt mit geerdetem Polpotential
In diesem Schema wird die Situation dadurch verschlimmert, dass ein Potentialdraht mit einem Widerstand R0 nahe Null und deutlich geringer als der des Körpers des Opfers und der Isolationsschicht der äußeren Umgebung an den Erdungskreis angeschlossen wird.
Die Stärke des benötigten Stroms entspricht ungefähr dem Verhältnis der Netzspannung zum Widerstand des menschlichen Körpers.
Bipolarer menschlicher Kontakt mit Netzwerkpotentialen
Die Netzspannung wird direkt an den Körper des Opfers angelegt und der Strom durch seinen Körper wird nur durch seinen eigenen unbedeutenden Widerstand begrenzt.
Allgemeine Schadensschemata in dreiphasigen Wechselstromkreisen
Herstellung menschlichen Kontakts zwischen Phasenpotential und Erde
Im Allgemeinen besteht zwischen jeder Phase des Stromkreises und dem Erdpotential ein Widerstand, wodurch eine Kapazität entsteht. Der Neutralleiter der Spannungsquellenwicklungen weist einen allgemeinen Widerstand Zn auf, dessen Wert beträgt verschiedene Systeme der Erdungskreis ändert sich.
Formeln zur Berechnung der Leitfähigkeit jedes Stromkreises und des Gesamtstroms Ih durch die Phasenspannung Uph sind im Bild mit Formeln dargestellt.
Bildung menschlichen Kontakts zwischen zwei Phasen
Das größte Ausmaß und die größte Gefahr stellt der Strom dar, der durch die Kette fließt und zwischen den direkten Kontakten des Körpers des Opfers mit den Phasendrähten entsteht. In diesem Fall kann ein Teil des Stroms auf dem Weg durch die Erde und den Isolationswiderstand des Mediums fließen.
Merkmale der zweiphasigen Berührung
In Gleich- und Drehstromkreisen ist die Herstellung von Kontakten zwischen zwei unterschiedlichen Potenzialen am gefährlichsten. Bei diesem Schema gerät der Mensch unter größten Stress.
In einem Stromkreis mit einer Konstantspannungsversorgung wird die Strommenge durch das Opfer nach der Formel Ih=Uc/Rh berechnet.
In einem dreiphasigen Wechselstromnetz errechnet sich dieser Wert aus dem Verhältnis Ih=Uл/Rh=√3 Uф/Rh.
Bedenkt, dass Der durchschnittliche elektrische Widerstand des menschlichen Körpers beträgt 1 Kiloohm Berechnen wir den Strom, der in einem 220-Volt-Gleich- und Wechselspannungsnetz auftritt.
Im ersten Fall beträgt es: Ih=220/1000=0,22A. Dieser Wert von 220 mA reicht aus, damit das Opfer eine krampfartige Muskelkontraktion erleiden kann, wenn es sich ohne fremde Hilfe nicht mehr von den Auswirkungen einer versehentlichen Berührung befreien kann – Haltestrom.
Im zweiten Fall ist Ih=(220 1,732)/1000=0,38A. Bei diesem Wert von 380 mA besteht Lebensgefahr.
Wir machen auch darauf aufmerksam, dass in einem dreiphasigen Wechselspannungsnetz die Position des Neutralleiters (kann von der Erde isoliert oder umgekehrt kurzgeschlossen werden) nur sehr geringen Einfluss auf den Wert des Stroms Ih hat. Sein Hauptanteil fließt nicht über den Erdkreis, sondern zwischen den Phasenpotentialen.
Wenn eine Person Schutzausrüstung verwendet hat, die eine zuverlässige Isolierung von der Erdkontur gewährleistet, sind sie in einer solchen Situation nutzlos und helfen nicht.
Merkmale der einphasigen Berührung
Dreiphasennetz mit fest geerdetem Neutralleiter
Das Opfer berührt einen der Phasendrähte und fällt unter die Potenzialdifferenz zwischen diesem und dem Erdungskreis. Solche Fälle kommen am häufigsten vor.
Obwohl die Phasenspannung relativ zur Erde 1,732-mal kleiner als linear ist, bleibt ein solcher Fall gefährlich. Der Zustand des Opfers kann sich verschlechtern:
neutraler Modus und Qualität seiner Verbindung;
elektrischer Widerstand der dielektrischen Schicht von Drähten relativ zum Erdpotential;
Art des Schuhs und seine dielektrischen Eigenschaften;
Bodenwiderstand am Standort des Opfers;
andere verwandte Faktoren.
Der Wert des Stroms Ih kann in diesem Fall durch die Beziehung bestimmt werden:
Ih=Uph/(Rh+Rob+Rp+R0).
Erinnern wir uns daran, dass die Widerstände des menschlichen Körpers Rh, der Schuhe Rob, des Bodens Rp und der Erdung am Neutralleiter R0 in Ohm angegeben werden.
Je kleiner der Nenner, desto stärker ist der erzeugte Strom. Wenn ein Mitarbeiter beispielsweise leitfähige Schuhe trägt, nasse Füße hat oder die Sohlen mit Metallnägeln besetzt sind und sich außerdem auf einem Metallboden oder feuchtem Untergrund befindet, dann können wir von Rb = Rp = 0 ausgehen. Dies gewährleistet den ungünstigsten Fall für das Leben des Opfers.
Ih=Uф/(Rh+R0).
Bei einer Phasenspannung von 220 Volt erhalten wir Ih = 220/1000 = 0,22 A. Oder einen tödlichen Strom von 220 mA.
Berechnen wir nun die Option, wenn der Arbeiter Schutzausrüstung verwendet: dielektrische Schuhe (Rob = 45 kOhm) und eine isolierende Unterlage (Rp = 100 kOhm).
Ih=220 /(1000 +45000+10000)=0,0015 A.
Wir haben einen sicheren Stromwert von 1,5 mA erhalten.
Dreiphasennetz mit isoliertem Neutralleiter
Es besteht keine direkte galvanische Verbindung zwischen dem Neutralleiter der Stromquelle und dem Erdpotential. Am Widerstand der Isolationsschicht Riz liegt die Phasenspannung an, die einen sehr hohen Wert hat, der während des Betriebs überwacht und ständig in gutem Zustand gehalten wird.
Der Stromfluss durch den menschlichen Körper hängt in jeder Phase von diesem Wert ab. Wenn wir alle Schichten des aktuellen Widerstands berücksichtigen, kann sein Wert mit der Formel berechnet werden: Ih=Uph/(Rh+Rob+Rp+(Riz/3)).
Im ungünstigsten Fall, wenn Bedingungen für maximale Leitfähigkeit durch Schuhe und Boden geschaffen werden, nimmt der Ausdruck die Form an: Ih=Uph/(Rh+(Riz/3)).
Wenn wir ein 220-Volt-Netz mit einer Schichtisolation von 90 kOhm betrachten, erhalten wir: Ih=220/(1000+(90000/3)) =0,007 A. Ein solcher Strom von 7 mA wird zwar gut gefühlt, aber nicht zu einer tödlichen Verletzung führen kann.
Bitte beachten Sie, dass wir im betrachteten Beispiel bewusst auf den Widerstand des Bodens und der Schuhe verzichtet haben. Wenn sie berücksichtigt werden, sinkt der Strom auf einen sicheren Wert, etwa 0,0012 A oder 1,2 mA.
Schlussfolgerungen:
1. In Stromkreisen mit isoliertem Neutralleiter ist die Sicherheit der Arbeitnehmer einfacher zu gewährleisten. Dies hängt direkt von der Qualität der dielektrischen Schicht der Drähte ab;
2. Unter den gleichen Umständen des Berührens des Potenzials einer Phase stellt ein Stromkreis mit geerdetem Neutralleiter eine größere Gefahr dar als mit einem isolierten.
Betrachten wir den Fall der Berührung des Metallkörpers eines elektrischen Geräts, wenn die Isolierung der dielektrischen Schicht im Inneren beim Phasenpotential gebrochen ist. Wenn eine Person diesen Körper berührt, fließt Strom durch ihren Körper zur Erde und dann durch den Neutralleiter zur Spannungsquelle.
Das Ersatzschaltbild ist im Bild unten dargestellt. Die vom Gerät erzeugte Last hat einen Widerstand Rн.
Der Isolationswiderstand Riz begrenzt zusammen mit R0 und Rh den Phase-zu-Phase-Kontaktstrom. Es wird durch die Beziehung ausgedrückt: Ih=Uph/(Rh+Riz+Ro).
In diesem Fall wird in der Regel bereits in der Projektphase bei der Materialauswahl für den Fall R0 = 0 versucht, die Bedingung einzuhalten: Riz>(Uph/Ihg) -Rh.
Der Wert von Ihg wird als Schwelle des unempfindlichen Stroms bezeichnet, dessen Wert eine Person nicht spüren wird.
Wir kommen zu dem Schluss: Der Widerstand der dielektrischen Schicht aller stromführenden Teile gegenüber der Erdkontur bestimmt den Sicherheitsgrad der Elektroinstallation.
Aus diesem Grund sind alle derartigen Widerstände genormt und in zugelassenen Tabellen berücksichtigt. Zum gleichen Zweck werden nicht die Isolationswiderstände selbst genormt, sondern die Ableitströme, die bei der Prüfung durch sie fließen.
Stufenspannung
Bei Elektroinstallationen kann es aus verschiedenen Gründen zu einem Unfall kommen, wenn das Phasenpotential direkt den Erdkreis berührt. Wenn einer der Drähte einer Freileitung unter dem Einfluss verschiedener mechanischer Belastungen bricht, liegt in diesem Fall eine ähnliche Situation vor.
In diesem Fall wird an der Kontaktstelle des Drahtes mit der Erde ein Strom erzeugt, der um die Kontaktstelle herum eine Ausbreitungszone erzeugt – einen Bereich, auf dessen Oberfläche ein elektrisches Potenzial entsteht. Sein Wert hängt vom Fehlerstrom Iз und der spezifischen Bodenbeschaffenheit r ab.
Eine Person, die sich innerhalb der Grenzen dieser Zone befindet, fällt unter die Wirkung der Stufenspannung Ush, wie in der linken Bildhälfte dargestellt. Der Bereich der Ausbreitungszone wird durch die Kontur begrenzt, wo kein Potenzial vorhanden ist.
Der Wert der Stufenspannung wird nach folgender Formel berechnet: Ush=Uз∙β1∙β2.
Es berücksichtigt die Phasenspannung am Punkt der Stromausbreitung – Uз, die durch die Koeffizienten der Spaβ1 und den Einfluss des Schuh- und Beinwiderstands β2 angegeben wird. Die Werte von β1 und β2 werden in Nachschlagewerken veröffentlicht.
Der Wert des Stroms durch den Körper des Opfers wird durch den Ausdruck berechnet: Ih=(Uз∙β1∙β2)/Rh.
Auf der rechten Seite der Abbildung stellt das Opfer in Position 2 Kontakt mit dem Erdpotential des Kabels her. Sie wird durch die Potentialdifferenz zwischen dem Berührungspunkt der Hand und dem Erdungskreis beeinflusst, die durch die Berührungsspannung Upr ausgedrückt wird.
In dieser Situation wird der Strom mit dem Ausdruck berechnet: Ih=(Uph.z.∙α )/ Rh
Die Werte des Ausbreitungskoeffizienten α können zwischen 0 und 1 variieren und berücksichtigen die Eigenschaften, die sich auf Up auswirken.
In der betrachteten Situation gelten die gleichen Schlussfolgerungen wie bei der Herstellung eines einphasigen Kontakts für Opfer im normalen Betrieb einer elektrischen Anlage.
Befindet sich eine Person außerhalb der aktuellen Strömungszone, dann befindet sie sich in einer sicheren Zone.
1) Einphasiger Kontakt mit einem Netzwerkkabel mit isoliertem Neutralleiter mit guter Isolierung (Abb. 1):
Abbildung 1 – Einphasiger Anschluss einer Person an das Stromnetz.
Der durch eine Person fließende Strom I h kehrt durch die Isolierung der Netzwerkkabel, die in gutem Zustand einen hohen Isolationswiderstand R von aufweist, zur Stromquelle zurück. Bis zu 1000 V R entspricht 0,5 MOhm oder mehr. Der durch den menschlichen Körper fließende Strom wird durch den Ausdruck bestimmt:
(1)
wobei R h der Widerstand des menschlichen Körpers ist, werden für die Berechnungen 1000 Ohm angenommen;
R von - Phasenisolationswiderstand relativ zur Erde;
U f - Phasenspannung
Unter Berücksichtigung des Widerstands der Schuhe R über und des Bodens R p, die in Reihe mit dem Widerstand des menschlichen Körpers R h geschaltet sind, ist der durch die Person fließende Strom gleich:
(2)
2) Einphasiger Kontakt mit einem Netzwerkkabel mit geerdetem Neutralleiter (Abb. 2):
Abbildung 2 – Einphasiger Kontakt mit geerdetem Neutralleiter
Die Stärke des Stroms durch eine Person wird nur durch den Widerstand des menschlichen Körpers bestimmt; die Widerstandswerte der Drahtisolierung haben keinen Einfluss auf den Strom, der durch den menschlichen Körper fließt.
, (3)
wobei R 0 der neutrale Erdungswiderstand ist. Wenn Ul = 380 V R 0 4 0 m nicht überschreitet, kann es in den Berechnungen vernachlässigt werden. Dabei spielt der Widerstand des Bodens und der Schuhe eine große Rolle für die Sicherheit des Menschen, denn in Reihe mit einer Person verbunden.
(4)
Wenn R p = 0 und R rev = 0
ich h = = 0,22 A = 220 mA> 100 mA >> 10 mA ,
es ist sehr gefährlich!
Wenn eine Phase mit Erde kurzgeschlossen ist, erweist sich ein Netzwerk mit isoliertem Neutralleiter (Abb. 4) als gefährlicher als eines mit geerdetem Neutralleiter (Abb. 5). Da in einem Netzwerk mit isoliertem Neutralleiter die Spannung, die die Strommenge durch den menschlichen Körper bestimmt, gleich U l ist, liegt sie in einem Netzwerk mit geerdetem Neutralleiter innerhalb der Grenzen:
U l >U pr >U f
Abbildung 4 – Netzwerk mit isoliertem Neutralleiter
ich h= 
, (7)
wobei R h der Widerstand des menschlichen Körpers ist;
R zm - Widerstand des Erdphasenstromkreises
Im Falle eines Phasenausfalls am Gerätekörper, der unter normalen Bedingungen nicht unter Spannung stehen sollte, befindet sich die mit diesem Gerät arbeitende Person im einphasigen Kontaktmodus. Zum Schutz vor elektrischem Schlag in einem Netzwerk mit Es wird ein isolierter Neutralleiter verwendet Schutzerdung (Abb. 6).
Abbildung 5 – Netzwerk mit geerdetem Neutralleiter
Schutzerdung
Um die Sicherheit von Personen im Falle einer Verletzung der Isolierung spannungsführender Teile zu gewährleisten, wird eine Schutzerdung durchgeführt. Erdung wird auch verwendet, um elektrische Geräte, Gebäude und Bauwerke vor atmosphärischer Elektrizität zu schützen.
Schutzerdung ist die absichtliche Verbindung von Metallteilen von Geräten mit der Erde oder einem gleichwertigen Gerät, die unter normalen Bedingungen nicht unter Spannung stehen, aber aufgrund einer Verletzung der Isolierung elektrischer Anlagen unter Spannung stehen können.
Der Effekt der Schutzerdung besteht darin, dass sie die Spannung zwischen dem unter Spannung stehenden Geräterahmen und der Erde auf einen sicheren Wert reduziert.
Lassen Sie uns dies am Beispiel eines Netzwerks mit isoliertem Neutralleiter erklären (Abb. 6). Wenn der Körper eines elektrischen Geräts nicht geerdet ist und Kontakt mit einer Phase hat, ist die menschliche Berührung eines solchen Körpers gleichbedeutend mit einphasiger Anschluss. Wenn das Gehäuse geerdet ist, sinkt das Potenzial des Gehäuses gegenüber der Erde auf einen sicher niedrigen Wert.
Abbildung 6 – Schutzerdung
Es ist notwendig, Metallteile elektrischer Anlagen, Gehäuse elektrischer Maschinen, Transformatoren, Geräte, Lampen, Antriebe elektrischer Geräte zu erden. Sekundärwicklungen Messwandler, Rahmen von Verteilertafeln, Schalttafeln, Schränke usw.
Die Schutzerdung wird in dreiphasigen Dreileiternetzen mit Spannungen bis 1000 V mit isoliertem Neutralleiter und in Netzen mit Spannungen ab 1000 V – mit jedem Neutralleitermodus – verwendet (Abb. 3.18).
Leckage dauerhaft Strom durch den menschlichen Körper verursacht Schmerzen an der Kontaktstelle und in den Gelenken der Gliedmaßen. In der Regel ist es die Wirkung von Gleichstrom auf den menschlichen Körper Verbrennungen oder Schmerzschock, was in schweren Fällen zu Atem- oder Herzstillstand führen kann.
Für den Fall, dass eine Person einphasige oder zweiphasige Wechselstromnetze in einem beliebigen Modus des Netzes relativ zur Erde berührt (vom Boden isoliert, mit geerdetem Pol, mit geerdetem Mittelpunkt), weil In diesem Fall wird der durch einen Menschen fließende Strom nur durch den elektrischen Widerstand seines Körpers bestimmt.
Der Grad der Gefahr und das Ergebnis eines Stromschlags hängen ab: vom Schema des „Anschließens“ einer Person an einen Stromkreis; im Stromnetz:
Dreiphasen-Vierleiter mit geerdetem Neutralleiter;
dreiphasig mit isoliertem Neutralleiter.
Ein elektrischer Schlag für eine Person kann durch einpoligen (einphasigen) oder bipolaren (zweiphasigen) Kontakt mit einem spannungsführenden Teil der Anlage verursacht werden.
Ein einphasiger Anschluss ist weniger gefährlich als ein zweiphasiger Anschluss, kommt aber deutlich häufiger vor und ist die Hauptursache für elektrische Verletzungen. In diesem Fall hat der neutrale Modus des Stromnetzes einen entscheidenden Einfluss auf den Ausgang der Niederlage.
Wenn Sie eine der Phasen eines Netzwerks mit einem isolierten Neutralleiter in Reihe mit dem menschlichen Widerstand berühren, schalten sich die Isolations- und Kapazitätswiderstände relativ zur Erde der beiden anderen unbeschädigten Phasen ein.
Schema einer Person, die eine Phase eines Netzwerks mit einem geerdeten Neutralleiter berührt
Mit zunehmendem Isolationswiderstand sinkt die Gefahr eines Stromschlags.
Im Notbetrieb desselben Netzes kann bei Auftreten eines festen Leiter-Erde-Fehlers die Spannung am Sternpunkt die Phasenspannung erreichen und die Spannung der unbeschädigten Phasen relativ zur Erde wird gleich der Netzspannung. Wenn in diesem Fall eine Person eine Phase berührt, steht sie unter linearer Spannung und Strom fließt entlang des „Arm-Bein“-Wegs durch sie. In dieser Situation spielt der Isolationswiderstand der Drähte keine Rolle für den Ausgang der Verletzung. Ein solcher Stromschlag führt meist zum Tod.
Beispiele zeigen, dass unter sonst gleichen Bedingungen ein einphasiger Anschluss einer Person an ein Netz mit isoliertem Neutralleiter weniger gefährlich ist als an ein Netz mit geerdetem Neutralleiter.
Am gefährlichsten ist der zweiphasige Anschluss einer Person an das Stromnetz, da sie unabhängig vom Neutralmodus und den Betriebsbedingungen des Netzes unter der linearen Spannung des Netzes steht.
7.9. Dauer der aktuellen Exposition.
Die Dauer der aktuellen Exposition ist oft ein Faktor, von dem das endgültige Ergebnis der Verletzung abhängt. Je länger der elektrische Strom auf den menschlichen Körper einwirkt, desto schwerwiegender sind die Folgen der Schädigung. Nach 30 s sinkt der Widerstand des menschlichen Körpers gegen den Stromfluss um etwa 25 % und nach 90 s um 70 %.
Es wurde festgestellt, dass ein elektrischer Schlag nur möglich ist, wenn das menschliche Herz vollständig ruht, wenn keine Kompression (Systole) oder Entspannung (Diastole) der Herzkammern und Vorhöfe auftritt. Daher kann es sein, dass die Wirkung des Stroms für kurze Zeit nicht mit der Phase der völligen Entspannung zusammenfällt, jedoch erhöht alles, was die Herzfrequenz erhöht, die Wahrscheinlichkeit eines Herzstillstands während eines Stromschlags beliebiger Dauer. Zu diesen Gründen gehören: Müdigkeit, Aufregung, Hunger, Durst, Angst, Alkohol, Drogen, bestimmte Medikamente, Rauchen, Krankheit usw.
Das Ausmaß des Stromschlags wird beeinflusst durch: Stromstärke, Spannung, Stromart, Stromweg durch den menschlichen Körper, individuelle Eigenschaften des menschlichen Körpers, seinen psychischen Zustand, das Vorhandensein von Alkohol und Drogen im Körper, Mikroklimaparameter , die Zeit, die eine Person unter dem Einfluss von elektrischem Strom bleibt.
Wenn elektrischer Strom durch den menschlichen Körper fließt, hat er vier Arten von Wirkungen:
Thermische Wirkung– manifestiert sich in Verbrennungen einzelner Körperteile, Erwärmung von Blutgefäßen, Blut, Nerven, Herz, Gehirn auf hohe Temperaturen, was zu schweren Organschäden führt.
Elektrolytische Wirkung– Zersetzung organischer Flüssigkeit (Lymphe und Blut) mit Verletzung ihrer Zusammensetzung.
Mechanische Aktion– (dynamische) Schichtung, Ruptur von Körpergeweben (Herzmuskeln, Blutgefäße) infolge des elektrodynamischen Effekts; augenblickliche explosionsartige Bildung von Dampf aus durch den Strom überhitzter Gewebeflüssigkeit und Blut.
Biologisch– äußert sich in einer Störung der im Körper ablaufenden biologischen Prozesse, begleitet von Reizungen (Zerstörung) von Nerven- und anderen Geweben und Verbrennungen, Einstellung der Aktivität der Atmungs- und Kreislauforgane.
Die Einwirkung von elektrischem Strom kann zu lokalen Verletzungen oder einem allgemeinen Stromschlag (Schock) führen.
ZU lokal Dazu gehören: eklektische Verbrennungen, Metallisierung der Haut, mechanische Schäden, Elektroophthalmie (Entzündung der äußeren Augenhäute).
ZU allgemein: ein elektrischer Schlag, der aufgrund einer Störung der normalen Funktion lebenswichtiger Organe den gesamten Körper beeinträchtigt (oder zu schädigen droht). Bei allgemeinen Verletzungen kommt es zu einer Erregung verschiedener Muskelgruppen des menschlichen Körpers, die zu Krämpfen, Lähmungen der Atmungsorgane des Herzens und Herzstillstand führen kann.
35. Faktoren, die die Schwere eines Stromschlags beeinflussen
Faktoren, die das Risiko eines Stromschlags bestimmen:
1. Elektrisch:
Stromspannung;
Stromart;
Seine Häufigkeit;
Elektrischer Widerstand des Menschen.
2. Nicht elektrisch:
Individuelle Merkmale einer Person;
Aktuelle Dauer;
Sein Weg führt durch den Menschen.
3. Zustand der Umwelt .
4. Geringster elektrischer Strom , was bei einer Person ein irritierendes Gefühl hervorruft Schwellenwert des wahrnehmbaren Stroms. Bei einem Strom mit einer Frequenz von 50 Hz beträgt dieser etwa 1,1 MA, bei Gleichstrom 6 MA.
36. Einphasiger und zweiphasiger Anschluss einer Person an verschiedene Stromnetze
Ein elektrischer Schlag entsteht, wenn ein Stromkreis durch den menschlichen Körper geschlossen wird. Dies geschieht, wenn eine Person mindestens zwei Punkte eines Stromkreises berührt, zwischen denen Spannung anliegt. Die Einbeziehung einer Person in einen Stromkreis kann auf verschiedene Weise erfolgen: zwischen dem Kabel und der Erde, sogenannte einphasige Verbindung; zwischen zwei Drähten - zweiphasiger Anschluss. Diese Schemata sind am typischsten für dreiphasige Wechselstromnetze. Es ist auch möglich, gleichzeitig zwischen zwei Drähten und Erde umzuschalten; zwischen zwei Punkten auf dem Boden mit unterschiedlichem Potenzial usw.
Einphasiger Anschluss einer Person an das Netzwerk stellt den direkten Kontakt einer Person mit Teilen einer elektrischen Anlage oder Ausrüstung dar, die normalerweise oder versehentlich unter Spannung stehen. In diesem Fall variiert der Grad der Verletzungsgefahr je nachdem, ob das Stromnetz über einen geerdeten oder isolierten Neutralleiter verfügt, sowie abhängig von der Qualität der Isolierung der Netzwerkkabel, ihrer Länge, Betriebsart und vielen anderen Parameter. Bei einphasigem Anschluss an ein Netz mit geerdetem Neutralleiter steht eine Person unter Phasenspannung, die 1,73-mal geringer als linear ist, und wird einem Strom ausgesetzt, dessen Größe durch den Wert der Phasenspannung der Anlage bestimmt wird und die Widerstandsfähigkeit des menschlichen Körpers wird durch die Isolierung des Bodens, auf dem ein Mann und seine Schuhe stehen, erreicht.
Zweiphasenberührung ist in der Regel gefährlicher, da die höchste Spannung in einem bestimmten Netzwerk an den menschlichen Körper angelegt wird (für ein dreiphasiges Netzwerk - linear) und der Strom //g, der durch den menschlichen Körper fließt, unabhängig ist des Neutralmodus (für ein dreiphasiges Netzwerk) oder das Vorhandensein einer Erdung eines der Drähte in einem einphasigen Netzwerk und ist von größter Bedeutung. Fälle von biphasischer Berührung kommen sehr selten vor.