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Analyse des conditions de sécurité électrique
L'analyse des conditions de sécurité électrique consiste à déterminer l'intensité du courant traversant le corps humain (I h) pour un cas précis.
En comparant les valeurs du courant à travers le corps humain obtenues par calcul avec la valeur du courant de sécurité conditionnelle (10mA), une conclusion est tirée sur le danger de ce cas. Si l'amplitude du courant traversant le corps humain dépasse l'amplitude du courant conditionnellement sûr, le cas est considéré comme dangereux. Sinon, ce n'est pas dangereux. Étant donné qu'une personne utilise dans la plupart des cas un réseau jusqu'à 1000V et que ces réseaux ont généralement une courte longueur, la capacité des fils de phase par rapport à la terre peut être négligée, en supposant que la résistance d'isolement des fils (R out ) par rapport à la terre est purement actif.
Vous pouvez déterminer la quantité de courant traversant le corps humain comme suit :
Je h \u003d U pr / R h
La complexité du calcul réside dans la recherche de la tension de contact (U pr). Pour trouver cette valeur, ils ont recours à la technique suivante : ils déterminent le chemin du courant à travers le corps humain, à partir duquel ils trouvent la source de tension et de résistance à travers laquelle le courant circule.
Les plus caractéristiques sont deux schémas de connexion: entre deux fils et entre un fil et la terre.
Appliqué aux réseaux courant alternatif le premier circuit est généralement appelé commutation biphasée et le second monophasé.
9.1.1. Commutation biphasée
La commutation biphasée, en règle générale, est plus dangereuse, car la tension la plus élevée de ce réseau est appliquée au corps humain - linéaire, et donc un courant important traversera le corps humain (Figure 9.1.).
Illustration 9.1. Inclusion en deux phases d'une personne dans le réseau.
où, je h - courant à travers le corps humain
U pr - tension de contact
Pour réseau 380/220
Courant dangereux pour la vie humaine
9.1.2. Interrupteur monophasé.
La commutation monophasée se produit beaucoup plus souvent, mais est moins dangereuse, car. la tension sous laquelle se trouve une personne ne dépasse pas la tension de phase. De plus, la valeur du courant traversant le corps humain est également affectée par le mode neutre de la source de courant, la résistance de l'isolation des fils par rapport au sol, la résistance du sol sur lequel se tient la personne, la résistance des chaussures de la personne, et d'autres facteurs.
9.1.2.1. réseau monophasé.
Illustration 9.3. Schéma de commutation
Illustration 9.4. Circuit équivalent
Le courant à travers le corps humain peut être trouvé comme:
De l'expression, on peut conclure :
1. Plus la résistance d'isolation par rapport à la terre est élevée, moins il y a de danger d'un contact monophasé avec le fil
2. Une personne touchant un fil avec une résistance d'isolement élevée est plus dangereuse, car. la tension de contact sera plus grande.
9.1 1.2. Réseau triphasé trifilaire avec neutre isolé :
Considérez deux modes de réseau :
a) Mode de fonctionnement normal (la résistance d'isolement a une grande valeur (normalisée).
Illustration 9.5. Raccordement monophasé à un réseau triphasé
avec neutre isolé
Si les résistances d'isolement sont égales, R sur 1 = R sur 2 = R sur 3, la quantité de courant traversant le corps humain est déterminée par l'expression
Dans de tels réseaux, le danger pour une personne qui touche le fil, dans l'état normal du réseau, dépend de la résistance d'isolement. Plus il est grand, moins il y a de danger. Par conséquent, il est très important d'assurer une résistance d'isolement élevée dans de tels réseaux et de surveiller son état pour une détection et une élimination rapides des défauts.
Selon le PES, la résistance d'isolement des fils par rapport à la terre dans les installations jusqu'à 1000V ne doit pas être inférieure à 500k.
b) En mode d'urgence - le court-circuit de l'une des phases à la terre à travers une petite résistance de circuit - R zm. (Figure 9.6.)
Figure 9.6 Mode d'urgence du réseau
Habituellement, R zm se situe dans la plage de 50 à 200 ohms.
Le courant traversant le corps humain, comme en mode normal, traversera également la résistance d'isolement des fils par rapport à la terre, mais sa valeur sera bien inférieure au courant traversant une petite résistance de circuit. Par conséquent, l'amplitude du courant traversant la résistance d'isolement peut être négligée et on peut supposer que le courant ne circule que dans la résistance du circuit et le corps humain.
C'est très dangereux.
9.1.2.3. Réseau triphasé trifilaire avec neutre solidement mis à la terre :
La mise à la terre est le neutre d'un transformateur ou d'un générateur connecté à un dispositif de mise à la terre directement ou via une faible résistance (par exemple, un transformateur de courant).
a) Fonctionnement normal
Illustration 9.7.
La résistance de mise à la terre du neutre R® est normalisée en fonction de la tension secteur maximale.
À U l \u003d 660V, R o \u003d 2 Ohm, à U l \u003d 380V, R o \u003d 4 Ohm, à U l \u003d 220V, R o \u003d 8 Ohm
Le courant traversant le corps humain et la résistance d'isolement des fils peuvent être négligés, par rapport au courant traversant le corps humain et à la faible résistance de terre du neutre. La valeur de ce courant est déterminée à partir de l'expression :
On peut voir à partir de l'expression que dans un réseau avec un neutre solidement mis à la terre pendant la période de fonctionnement normal du réseau, toucher l'un des fils est plus dangereux que toucher le fil d'un réseau fonctionnant normalement avec un neutre isolé.
b) En fonctionnement d'urgence - lorsqu'une des phases du réseau est fermée à la terre par une petite résistance R zm (Figure 9.8.).
Illustration 9.8.
Si nous analysons ce cas, nous pouvons tirer les conclusions suivantes :
2. Si nous prenons R à peu près égal à 0, alors la personne sera sous tension de phase.
Dans des conditions réelles, R zm et R o sont toujours supérieurs à zéro, par conséquent, une personne, touchant le fil en mode d'urgence du réseau, tombe sous une tension inférieure à linéaire, mais supérieure à la phase.
II . SÉCURITÉ ÉLECTRIQUE
3. Analyse de la sécurité électrique de divers réseaux électriques
Résultat d'un choc électrique pour une personne, déterminé par le courant traversant le corps humain je h et tension de contact Euh , dépend fortement du type de réseau alimentant les consommateurs d'électricité et de ses paramètres, notamment :
- tension et fréquence du réseau ;
- mode réseau neutre ;
- schémas pour inclure une personne dans un circuit électrique;
- résistance d'isolement des fils de phase du réseau par rapport à la terre ;
- capacité des fils de phase du réseau par rapport à la masse ;
- mode réseau.
Schémas typiques pour inclure une personne dans un circuit électrique
Il existe différents « schémas pour inclure » une personne dans un réseau électrique. circuit de courant(des « schémas de mise en marche » typiques sont illustrés à la Figure 3.5 en utilisant le réseau informatique comme exemple) :
Riz. 3.5. Schémas typiques pour inclure une personne dans un circuit électrique
(3.1.)
À partir des expressions (3.1.) et (
3.2. ) s'ensuit que avec biphasé toucher une personne se met sous tension de ligne réseaux quel que soit le type de réseau, mode neutre, mode de fonctionnement du réseau, conductivité des fils de phaseY L1 , O L2 , O L3par rapport au sol. Un tel schéma pour inclure une personne dans un circuit électrique est un grand danger.Les cas de contact biphasé sont relativement rares et résultent généralement du travail sous tension dans des installations électriques jusqu'à 1 kV, ce qui constitue une violation des règles et instructions d'exécution des travaux.
Riz. 3.6. Schéma généralisé pour l'analyse des réseaux triphasés
(3.3)
(3.4)
L'inclusion d'une personne dans le réseau électrique peut être monophasée et biphasée. La commutation monophasée est une connexion d'une personne entre l'une des phases du réseau et la terre. L'intensité du courant d'amorçage dans ce cas dépend du mode du réseau neutre, de la résistance d'une personne, des chaussures, du sol, de l'isolation des phases par rapport à la terre. La commutation monophasée se produit beaucoup plus souvent et provoque souvent des blessures électriques dans les réseaux de toute tension. Avec la commutation biphasée, une personne touche deux phases du réseau électrique. Lors de l'enclenchement biphasé, le courant traversant le corps ( courant de frappe), ne dépend que de la tension secteur et de la résistance du corps humain et ne dépend pas du mode neutre du transformateur d'alimentation secteur. Les réseaux électriques sont divisés en monophasé et triphasé. Le réseau monophasé peut être isolé de la terre ou avoir un fil de terre. Sur la fig. 1 sur la photo options possibles raccordement d'une personne à des réseaux monophasés.
Ainsi, si une personne touche une des phases d'un réseau triphasé à quatre fils avec un neutre hors terre, alors elle sera pratiquement sous tension de phase (R3≤ RC) et le courant traversant une personne lors du fonctionnement normal de le réseau ne changera pratiquement pas avec un changement de résistance d'isolement et de capacité des fils à la terre.
L'effet du courant électrique sur le corps humain
En traversant le corps, le courant électrique a un effet thermique, électrolytique et biologique.
action thermique se manifeste par des brûlures de la peau ou des organes internes.
Au cours de l'action électrolytique, due au passage du courant, il se produit une décomposition (électrolyse) du sang et d'autres fluides organiques, accompagnée de la destruction des érythrocytes et de troubles métaboliques.
L'effet biologique se traduit par une irritation et une excitation des tissus vivants du corps, qui s'accompagnent d'une contraction convulsive spontanée des muscles, y compris du cœur et des poumons.
Il existe deux principaux types de décharges électriques :
§ blessure électrique,
§ chocs électriques.
Chocs électriques peut être grossièrement divisé en quatre niveaux :
1. contractions musculaires convulsives sans perte de connaissance ;
2. avec perte de conscience, mais avec préservation de la fonction respiratoire et cardiaque;
3. perte de conscience et altération de l'activité cardiaque ou respiratoire (ou les deux);
4. décès clinique, c'est-à-dire manque de respiration et de circulation.
La mort clinique est une période de transition entre la vie et la mort, elle commence à partir du moment où l'activité du cœur et des poumons s'arrête. Une personne qui est dans un état de mort clinique ne montre aucun signe de vie : elle n'a pas de respiration, de battements cardiaques, de réactions à la douleur ; Les pupilles des yeux sont dilatées et ne réagissent pas à la lumière. Cependant, il convient de rappeler que dans ce cas, le corps peut toujours être réanimé si une aide lui est apportée correctement et en temps opportun. La durée de la mort clinique peut être de 5 à 8 minutes. Si l'aide n'est pas fournie en temps opportun, une mort biologique (vraie) survient.
Le résultat d'un choc électrique sur une personne dépend de nombreux facteurs. Les plus importants d'entre eux sont l'amplitude et la durée du courant, le type et la fréquence du courant et les propriétés individuelles du corps.
Détermination de la résistance de propagation du courant des électrodes de terre individuelles et procédure de calcul de la boucle de terre de protection pour un poste fixe équipement technologique(GOST 12.1.030-81. SSBT. Mise à la terre de protection, mise à la terre)
Mise en place de dispositifs de mise à la terre. Il existe des électrodes de terre artificielles, destinées exclusivement à des fins de mise à la terre, et des éléments conducteurs naturels tiers qui sont en contact électrique avec le sol directement ou via un milieu conducteur intermédiaire utilisé à des fins de mise à la terre.
Pour les électrodes de masse artificielles, des électrodes verticales et horizontales sont généralement utilisées.
Peuvent être utilisés comme conducteurs naturels de mise à la terre : les canalisations d'eau et autres métalliques posées dans le sol (à l'exception des canalisations de liquides inflammables, de gaz inflammables ou explosifs) ; tubages de puits artésiens, puits, fosses, etc. ; structures métalliques et en béton armé de bâtiments et structures reliées au sol; gaines en plomb des câbles posés dans le sol ; palplanches métalliques des ouvrages hydrauliques, etc.
Le calcul de la mise à la terre de protection vise à déterminer les principaux paramètres de mise à la terre - le nombre, les dimensions et l'ordre de placement des conducteurs de mise à la terre simples et des conducteurs de mise à la terre, auxquels les tensions de contact et de pas pendant la phase de fermeture du boîtier mis à la terre ne dépassent pas les valeurs admissibles .
Pour calculer la mise à la terre, les informations suivantes sont requises :
1) caractéristiques de l'installation électrique - type d'installation, types d'équipements principaux, tensions de fonctionnement, méthodes de mise à la terre des neutres des transformateurs et des générateurs, etc.;
2) plan d'installation électrique indiquant les dimensions principales et l'emplacement des équipements ;
3) les formes et tailles des électrodes, à partir desquelles il est prévu de construire le système d'électrodes de masse de groupe conçu, ainsi que la profondeur estimée de leur immersion dans le sol;
4) données de mesure de la résistivité du sol dans la zone où le système d'électrodes de sol doit être construit et informations sur les conditions météorologiques (climatiques) dans lesquelles ces mesures ont été effectuées, ainsi que sur les caractéristiques de la zone climatique. Si la terre est supposée être à deux couches, alors il est nécessaire d'avoir des mesures de la résistivité des deux couches de la terre et de l'épaisseur de la couche supérieure;
5) données sur les conducteurs de mise à la terre naturels: quelles structures peuvent être utilisées à cette fin et la résistance à leur propagation de courant, obtenue par mesure directe. Si, pour une raison quelconque, il est impossible de mesurer la résistance d'un conducteur de mise à la terre naturel, des informations doivent être fournies pour déterminer cette résistance par calcul;
6) Courant nominal de défaut à la terre. Si le courant est inconnu, alors il est calculé par les méthodes habituelles ;
7) valeurs calculées contraintes admissibles touche (et pas) et la durée de la protection, si le calcul est basé sur la tension de la touche (et pas).
Le calcul de la mise à la terre est généralement effectué pour les cas où l'électrode de terre est placée dans un sol homogène. Ces dernières années, développé et commencé à appliquer moyens d'ingénierie calcul des conducteurs de mise à la terre dans un sol multicouche.
Lors du calcul des conducteurs de mise à la terre dans un sol homogène, la résistance de la couche supérieure de la terre (couche de changements saisonniers) due au gel ou à l'assèchement du sol est prise en compte. Le calcul est effectué par une méthode basée sur l'utilisation des facteurs d'utilisation de la conductivité de l'électrode de terre et est donc appelée la méthode des facteurs d'utilisation. Il est réalisé à la fois avec des conceptions simples et complexes d'électrodes de masse de groupe.
Lors du calcul des conducteurs de mise à la terre dans une terre multicouche, un modèle de terre à deux couches est généralement pris avec les résistances spécifiques des couches supérieure et inférieure r1 et r2, respectivement, et l'épaisseur (puissance) de la couche supérieure h1. Le calcul est effectué par une méthode basée sur la prise en compte des potentiels induits sur les électrodes faisant partie de l'électrode de masse du groupe, et donc appelée méthode des potentiels induits. Le calcul des conducteurs de mise à la terre dans la terre multicouche est plus laborieux. Cependant, il donne des résultats plus précis. Il est conseillé de l'utiliser pour les conceptions complexes de mise à la terre de groupe, qui ont généralement lieu dans des installations électriques avec un neutre effectivement mis à la terre, c'est-à-dire dans des installations avec une tension de 110 kV et plus.
Lors du calcul d'un dispositif de mise à la terre de quelque manière que ce soit, il est nécessaire de déterminer la résistance requise pour celui-ci.
La détermination de la résistance requise du dispositif de mise à la terre est effectuée conformément au PUE.
Pour les installations avec une tension jusqu'à 1 kV, la résistance du dispositif de mise à la terre utilisé pour la mise à la terre de protection des parties conductrices exposées dans un système de type IT doit respecter la condition :
où Rz est la résistance du dispositif de mise à la terre, ohms ; Upr.adm - tension de contact dont la valeur est supposée être de 50 V; Iz est le courant de défaut à la terre total, A.
En règle générale, il n'est pas nécessaire d'accepter la valeur de résistance du dispositif de mise à la terre comme étant inférieure à 4 ohms. La résistance du dispositif de mise à la terre jusqu'à 10 Ohm est autorisée si la condition ci-dessus est remplie et que la puissance des transformateurs et des générateurs alimentant le réseau ne dépasse pas 100 kVA, y compris la puissance totale des transformateurs et (ou) des générateurs fonctionnant en parallèle.
Pour les installations avec des tensions supérieures à 1 kV supérieures à 1 kV, la résistance du dispositif de mise à la terre doit correspondre à :
0,5 ohm avec un neutre effectivement mis à la terre (c'est-à-dire avec des courants de défaut à la terre élevés) ;
250 / Iz, mais pas plus de 10 ohms avec un neutre isolé (c'est-à-dire à de faibles courants de défaut à la terre) et à condition que le sectionneur de mise à la terre ne soit utilisé que pour des installations électriques avec des tensions supérieures à 1000 V.
Dans ces expressions, Iz est le courant nominal de défaut à la terre.
Pendant le fonctionnement, une augmentation de la résistance à la propagation du courant du conducteur de terre au-delà de la valeur calculée peut se produire, il est donc nécessaire de surveiller périodiquement la valeur de la résistance du conducteur de terre.
Boucle de masse
La boucle de masse est classiquement un groupe d'électrodes verticales de faible profondeur reliées par un conducteur horizontal, montées à proximité de l'objet à une distance mutuelle relativement faible les unes des autres.
Comme électrodes de mise à la terre dans un tel dispositif de mise à la terre, on utilisait traditionnellement un angle ou un renfort en acier de 3 mètres de long, qui était enfoncé dans le sol avec un marteau.
Une bande d'acier de 4x40 mm a été utilisée comme conducteur de connexion, qui a été placée dans un fossé préalablement préparé de 0,5 à 0,7 mètre de profondeur. Le conducteur était connecté aux électrodes de terre montées par soudage électrique ou au gaz.
Pour économiser de l'espace, la boucle au sol est généralement «pliée» autour du bâtiment le long des murs (le long du périmètre). Si vous regardez cette électrode de terre d'en haut, vous pouvez dire que les électrodes sont montées le long du contour du bâtiment (d'où le nom).
Ainsi, la boucle de masse est une électrode de masse, composée de plusieurs électrodes (un groupe d'électrodes) connectées les unes aux autres et montées autour du bâtiment le long de son contour.
Analyse du danger de choc électrique dans divers réseaux
La défaite d'une personne par le courant électrique n'est possible qu'avec son contact direct avec les points de l'installation électrique, entre lesquels il y a une tension, ou avec un point dont le potentiel diffère du potentiel de la terre. L'analyse de la dangerosité d'un tel contact, estimée par la valeur du courant traversant la personne ou la tension du contact, dépend de plusieurs facteurs : le schéma de raccordement d'une personne au réseau électrique, sa tension, la le mode neutre, l'isolement des parties conductrices de courant, leur composante capacitive, etc.
Lors de l'étude des causes d'un choc électrique, il est nécessaire de faire la distinction entre le contact direct avec des parties sous tension d'installations électriques et le contact indirect. Le premier, en règle générale, se produit en cas de violation flagrante des règles de fonctionnement des installations électriques (PTE et PTB), le second - à la suite de situations d'urgence, par exemple lors d'une panne d'isolation.
Les schémas pour inclure une personne dans un circuit électrique peuvent être différents. Cependant, les plus courants sont au nombre de deux: entre deux fils différents - une connexion biphasée et entre un fil ou le corps d'une installation électrique dont une phase est interrompue et la terre - une connexion monophasée.
Les statistiques montrent que le plus grand nombre de blessures électriques se produisent lors de la commutation monophasée, et la plupart d'entre elles se produisent dans des réseaux avec une tension de 380/220 V. La commutation biphasée est plus dangereuse, car dans ce cas, une personne est sous tension linéaire , tandis que le courant traversant une personne sera (en A)
où Ul - tension linéaire, c'est-à-dire tension entre les fils de phase, V ; Uph - tension de phase, c'est-à-dire tension entre le début et la fin d'un enroulement (ou entre phase et fil neutre), À.
Comme on peut le voir sur la fig. 8.1, le danger de commutation biphasée ne dépend pas du mode neutre. Le neutre est le point de connexion des enroulements d'un transformateur ou d'un générateur, non connecté à un dispositif de mise à la terre ou connecté à celui-ci via des dispositifs à haute résistance (un réseau avec un neutre isolé), ou directement connecté à un dispositif de mise à la terre - un réseau avec un neutre solidement mis à la terre.
Avec une connexion biphasée, le courant traversant le corps humain ne diminuera pas lorsque la personne est isolée du sol à l'aide de galoches diélectriques, de bottes, de tapis, de sols.
Avec une inclusion monophasée d'une personne dans le réseau, l'intensité du courant est largement déterminée par le mode neutre. Pour le cas considéré, le courant traversant une personne sera (en A)
, (8.3)
où w est la fréquence ; C - capacité de phase par rapport à la terre
Riz. 8.1. Inclusion d'une personne dans un réseau triphasé avec un neutre isolé :
a - inclusion en deux phases; b - inclusion monophasée ; Ra, Rt, Rc - résistance électrique de l'isolement de phase par rapport à la terre. Ohm; Ca, Cb, Cs - capacité des fils par rapport à la terre, F, Ia, Ib, courants IC circulant vers la terre à travers la résistance d'isolement de phase (courants de fuite)
Pour simplifier la formule, on suppose que Ra = Rb = Rc = Riz, et Ca = Cb = Cc = C.
Dans les conditions de production, l'isolation des phases, constituée de matériaux diélectriques et ayant une valeur finie, évolue différemment pour chaque phase au cours du vieillissement, de l'humidité, de l'empoussièrement. Par conséquent, le calcul des conditions de sécurité, très compliqué, doit être effectué en tenant compte des valeurs réelles de la résistance R et des capacités C pour chaque phase. Si la capacité des phases par rapport au sol est faible, c'est-à-dire Ca \u003d Cb \u003d Cc \u003d 0 (par exemple, dans les réseaux aériens de petite longueur), alors
Ich \u003d Haut / (Rch + Riz / 3), (8.4)
Si la capacité est grande (Ca = Cb = Cc n'est pas égal à 0) et Riz est grand (par exemple, dans lignes de câble), alors l'intensité du courant traversant le corps humain ne sera déterminée que par la composante capacitive :
, (8.5)
où Xc \u003d 1 / wС - capacité, Ohm.
D'après les expressions ci-dessus, on peut voir que dans les réseaux avec un neutre isolé, le danger de choc électrique pour une personne est moindre, plus le capacitif est faible et plus la composante active des fils de phase par rapport au sol est élevée. Par conséquent, dans de tels réseaux, il est très important de surveiller constamment Riz pour identifier et éliminer les dommages.
Riz. 8.2. Inclusion d'une personne dans un réseau triphasé avec un neutre isolé en mode secours. Explications dans le texte
Si le composant capacitif est important, la résistance d'isolement de phase élevée ne fournit pas la protection nécessaire.
En cas d'urgence (Fig. 8.2), lorsqu'une des phases est en court-circuit avec la terre, le courant traversant la personne sera égal (en A)
Si on accepte que Rzm = 0 ou Rzm<< 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 >> Rzm.
Un défaut à la terre modifie également de manière significative la tension des parties conductrices de courant de l'installation électrique par rapport au sol et aux structures du bâtiment mises à la terre. Un défaut à la terre s'accompagne toujours d'une propagation du courant dans le sol, qui, à son tour, entraîne un nouveau type de blessure humaine, à savoir la tension de contact et la tension de pas. Cette fermeture peut être accidentelle ou intentionnelle. Dans ce dernier cas, le conducteur en contact avec la masse est appelé électrode de masse ou électrode.
Dans le volume de la terre où le courant passe, le soi-disant """champ (zone) de propagation du courant" apparaît. Théoriquement, il s'étend à l'infini, cependant, dans des conditions réelles, déjà à une distance de 20 m de l'électrode de masse, la densité de courant et le potentiel d'étalement sont pratiquement égaux à zéro.
La nature de la courbe d'étalement de potentiel dépend essentiellement de la forme de l'électrode de masse. Ainsi, pour une seule électrode de masse hémisphérique, le potentiel à la surface de la terre changera selon la loi hyperbolique (Fig. 8.3).
Riz. 8.3. Répartition du potentiel à la surface de la terre autour d'une prise de terre hémisphérique (f - modification du potentiel de la prise de terre à la surface de la terre ; fz - potentiel maximal de la prise de terre au courant de défaut à la terre I3 ; r - rayon de la prise de terre)
Riz. 8.4. Tension de contact avec une seule électrode de terre (f3 - résistance totale du sol à la propagation du courant depuis l'électrode de terre) :
1 - courbe de potentiel ; 2 - courbe caractérisant l'évolution de Upr en fonction de la distance à l'électrode de masse ; Décomposition en 3 phases sur le corps
En fonction de la localisation d'une personne dans la zone d'épandage et de son contact avec l'installation électrique b dont le corps est mis à la terre et sous tension, une personne peut devenir sous tension toucher Upr(Fig. 8.4), défini comme la différence de potentiel entre le point de l'installation électrique que touche la personne f3 et le point du sol sur lequel il se tient - phosn (en V)
Upr \u003d f3 - phosn \u003d f3 (1 - phosn / f3), (8.7)
où l'expression (1 - phosn/f3) = a1 est le coefficient de tension de contact caractérisant la forme de la courbe de potentiel.
De la fig. 8.4, on peut voir que la tension de contact sera maximale lorsqu'une personne se trouve à 20 m ou plus de l'électrode de terre (installation électrique c) et est numériquement égale au potentiel de l'électrode de terre Upr \u003d f3, tandis que a1 \ u003d I. Si une personne se tient directement au-dessus de l'électrode de terre (installation électrique a), alors Unp = 0 et a1 = 0. C'est le cas le plus sûr.
L'expression (8.7) permet de calculer Unp sans tenir compte des résistances supplémentaires dans le circuit homme-terre, c'est-à-dire sans tenir compte de la résistance des chaussures, de la résistance de la surface d'appui des jambes et de la résistance du sol. Tout cela est pris en compte par le coefficient a2, donc, dans des conditions réelles, la valeur de la tension de contact sera encore moindre.
Titre du livre Page suivante>>§ 3. Danger de choc électrique pour une personne.
Schéma d'une inclusion monophasée d'une personne dans un réseau de courant triphasé avec un neutre mis à la terre.
Un choc électrique se produit lorsqu'un circuit électrique est fermé à travers le corps humain. Cela se produit lorsqu'une personne touche au moins deux points du circuit électrique, entre lesquels il y a une certaine tension. L'inclusion d'une personne dans le circuit peut se faire selon plusieurs schémas : entre le fil et la terre, dite inclusion monophasée ; entre deux fils - commutation biphasée. Ces schémas sont les plus typiques pour les réseaux CA triphasés. Il est également possible de se connecter entre deux fils et la terre en même temps ; entre deux points de la terre ayant des potentiels différents, etc.
Inclusion en une seule phase d'une personne dans le réseau est le contact direct d'une personne avec des parties d'une installation ou d'un équipement électrique qui sont normalement ou accidentellement sous tension. Dans ce cas, le degré de dangerosité sera différent selon que le réseau électrique a un neutre mis à la terre ou isolé, ainsi qu'en fonction de la qualité de l'isolation des fils du réseau, de sa longueur, de son mode de fonctionnement et d'un nombre d'autres paramètres.
Avec une connexion monophasée à un réseau avec un neutre mis à la terre, une personne tombe sous une tension de phase, qui est 1,73 fois inférieure à la tension linéaire, et est exposée à un courant dont la valeur est déterminée par la valeur de la tension de phase de l'installation et la résistance du corps humain (Fig. 69). Un effet protecteur supplémentaire est fourni par l'isolation du sol sur lequel la personne se tient et des chaussures.
Riz. 69. Schéma d'inclusion monophasée d'une personne dans un réseau de courant triphasé avec un neutre mis à la terre
Ainsi, dans un quadrifilaire réseau triphasé avec un neutre mis à la terre, le circuit de courant traversant une personne comprend la résistance de son corps, ainsi que la résistance du sol, des chaussures et la mise à la terre du neutre de la source de courant (transformateur, etc.). Dans ce cas, l'intensité du courant
où U l - tension linéaire, V; R t est la résistance du corps humain, Ohm ; R p - résistance du sol sur lequel se trouve la personne, Ohm; R à propos de - la résistance des chaussures d'une personne, Ohm; R 0 - résistance de mise à la terre neutre, Ohm.
A titre d'exemple, considérons deux cas d'inclusion monophasée d'une personne dans un réseau électrique triphasé à quatre fils avec un neutre mis à la terre à U l \u003d 380 V.
Cas avec des conditions défavorables. Une personne ayant touché une phase se trouve sur un sol humide ou un sol conducteur (métallique), ses chaussures sont humides ou ont des clous métalliques. Conformément à cela, nous acceptons la résistance: le corps humain R t \u003d 1000 Ohm, le sol ou le sol R p \u003d 0; chaussures R environ \u003d 0.
La résistance de terre du neutre R 0 = 4 ohms n'est pas prise en compte du fait de sa valeur non significative. Un courant traverse le corps humain
mettant la vie en danger.
Cas favorable. Une personne est sur un sol en bois sec avec une résistance de R n = 60 000 ohms, a des chaussures sèches non conductrices (caoutchouc) aux pieds avec une résistance de R vol \u003d 50 000 ohms. Alors un courant traversera le corps humain
ce qui est acceptable à long terme pour une personne.
De plus, les sols secs et les chaussures en caoutchouc ont une résistance nettement supérieure par rapport aux valeurs acceptées pour le calcul.
Ces exemples montrent grande importance propriétés isolantes du sol et des chaussures pour assurer la sécurité des personnes travaillant dans des conditions de contact possible avec le courant électrique.
