Сопротивление человеческого тела

Сопротивление человеческого тела

Электрическое сопротивление разных тканей человеческого тела по разному. К примеру, при токе частотой 50 Гц удельное сопротивление равно: кости – 107 Ом•м, кожа сухая – 105 Ом•м, крови – 1,7 Ом•м. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела, измеренное, при напряжении 15-20 В электрического тока (50 Гц), может колебаться в границах от 1 до 10 кОм, а порой и в достаточно широких пределах.

Сопротивление кожи, а значит сопротивление тела в общем резко уменьшается при повреждении ее рогового слоя, наличие влаги на ее поверхности, интенсивном потовыделении и загрязнении.
Электрическое сопротивление человеческого тела зависит также от места приложения электродов к телу, значений тока, который проходит через человека, и приложенного к телу напряжения, рода и частоты тока, площади электродов, продолжительности прохождения тока через человека и остальных факторов. Увеличение тока приводит к уменьшению сопротивления надлежащих кожных участков, за счёт местного нагрева кожи и действия на центральную нервную систему (увеличивается кровоприток, увеличивается потоотделение).

С ростом напряжения сопротивление тела уменьшается в десятки раз. При больших напряжениях приближается к наименьшему пределу 300 Ом. В Российской Федерации в качестве расчетных значений сопротивление человека равно 1000 Ом при напряжении, приложенном к телу, равное 50 В и выше и сопротивление человека равное 6000 Ом при приложенном напряжении 36 В. Опыты показывают, что сопротивление человеческого тела постоянному току больше, чем переменному любой частоты.

Разница в значениях сопротивлений постоянному и переменному (50 Гц) током особенно велико при малых напряжениях – до 10 В. С ростом приложенного напряжения разница эта уменьшается и начав с 40-80 В сопротивление человеческого тела как постоянному, так и электрическому току промышленной частоты становится фактически одинаковым.
На значение сопротивления человеческого тела оказывают влияние и иные факторы, хотя в намного меньшей степени. Пол и возраст.

У женщин, в основном, сопротивление тела меньше, чем у мужчин, а у детей – меньше, чем у взрослых, у людей помоложе меньше, чем у пожилых. Это можно объяснить, понятно, тем, что у одних людей кожа тоньше и нежнее, у прочих — толще и грубее.

Физическое раздражение понижает сопротивление тела на 20-25%.
Очень высокая температура окружающего воздуха (30-450 С) или тепловое облучение человека, вызывает определённое понижение сопротивление тела.

Сопротивление человеческого тела

Столичный энергетический ВУЗ (ТУ)
Кафедра инженерной экологии и охраны труда

Учебно-методический комплекс
Справки по телефону: 362-71-32; e-mail: NovikovSG@mpei.ru доцент Новиков С.Г.
1.

Действие электротока на человека
С . Электрическое сопротивление человеческого тела
Человеческое тело считается проводником электротока. Проводимость живой ткани в отличии от обыкновенных проводников вызвана не только ее физическими качествами, но и сложнейшими химическими и биофизическими процессами, свойственными лишь живой материи. В результате сопротивление человеческого тела считается переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от очень многих моментов, в том числе от состояния кожи, показателей электрической цепи, физиологических факторов и состояния внешней среды.

Электрическое сопротивление разных тканей человеческого тела неравномерно: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно серьезное сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа и тем более спинной и головной мозг — небольшое сопротивление. К примеру, удельное рельефное сопротивление сухой кожи составляет 3 * 10 3 – 2 * 10 4 Ом * м, а крови 1 – 2 Ом * м при частоте тока 50 Гц.
Из данных данных следует, что кожа обладает достаточно высоким удельным сопротивлением, которое считается основным аргументом, определяющим сопротивление человеческого тела в общем.

Строение кожи очень трудно. Кожа состоит из 2-ух ключевых слоев: наружного, называемого сосочковым слоем дермы, и внутреннего, являющегося собственно кожей и носящего наименование дермы .
Сопротивление человеческого тела условно можно считать состоящим из трех постепенно включенных сопротивлений: 2-ух похожих сопротивлений наружного слоя кожи, т. е. сосочкового слоя дермы, 2zн (которые все вместе составляют говоря иначе внешнее сопротивление человеческого тела) и одного, называемого внутренним сопротивлением тела R в (которое в себя включает сопротивление слоев внутри кожи и сопротивление внутренних тканей тела) (рис.

1.8).

Сопротивление тела человека

Рис. 1.8. К определению сопротивления человеческого тела

1 – электроды; 2 – слой снаружи кожи – сосочковый слой дермы (роговой и ростковый слои); 3 – внутренние ткани тела (включая слой находящийся внутри кожи – дерму)
Сопротивление наружного слоя кожи zн состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно. Полное сопротивление наружного слоя кожи zн зависит от площади электродов, частоты тока, а еще от значения приложенного напряжения и при площади электродов в несколько квадратных сантиметров достигает очень больших значений (десятков и сотен тысяч Ом).
Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным, хотя, говоря со всей строгостью, оно также обладает емкостной составляющей.

Внутреннее сопротивление Rв почти не зависит от площади электродов, частоты тока, а еще от значения приложенного напряжения и равно приблизительно 500 700 Ом.
Равноценная схема сопротивления человеческого тела для рассмотренных условий показана на рис.

1.9.

Сопротивление тела человека

Рис. 1.9.

Равноценная схема замещения сопротивления человеческого тела
На основании данной схемы выражение для определения полного сопротивления человеческого тела в комплексной форме Zh , Ом, имеет вид

или после надлежащих преобразований в действительной форме zh, Ом
где Z Н – сопротивление наружного слоя кожи в комплексной форме, Ом; w =2 p f – угловая скорость, рад/с; f – частота тока, Гц.
Эту схему можно облегчить, представив сопротивление человеческого тела как параллельное соединение сопротивления Rh и емкости С h которые назовем исходя из этого активным сопротивлением и емкостью человеческого тела (рис. 1.10).

При этом

Сопротивление тела человека

Рис. 1.10. Очень простая схема замещения сопротивления человеческого тела

В данном варианте выражение полного сопротивления человеческого тела в действительной форме будет, Ом,
При небольшой емкости (когда ее можно принять равной нулю) полное сопротивление человеческого тела оказывается равным сумме активных сопротивлений двоих слоев сосочкового слоя дермы и внутреннего сопротивления тела, Ом, т. е.

В общем, значение полного сопротивления человеческого тела зависит от нескольких моментов:
Расчетное электрическое сопротивление человеческого тела электрическому току частотой 50 Гц при анализе опасности поражения человека током принимается равным 1000 ом.

Сопротивление человеческого тела — от чего обуславливается и как может меняться

При попадании человека под электрическое напряжение, через его тело начинает течь переменный ток, и величина этого тока будет зависеть не только от величины приложенного напряжения, но и от сопротивления человеческого тела. Между тем, сопротивление человеческого тела — величина совсем не неизменная, ее значение зависит от большого количества самых разных факторов: от человеческого состояния на момент контакта (психического и физического), от показателей замкнутой цепи, от внешних условий среды, в которой человек на момент удара находится.
Человеческое тело состоит из очень разных тканей, и каждый вид тканей обладает собственным сопротивлением.

Так к примеру, сухожилия, кожа, жировая ткань, хрящи и кости имеют удельное сопротивление порядка 3 — 20 кОм/м. Кровь, мышцы, лимфа, головной и мозг спины — только от 0,5 до 1 Ом/м.

Из этих всех тканей самым большим сопротивлением отличается кожа, благодаря этому собственно кожа в большой мере определяет сопротивление тела человека переменному току.

Сопротивление тела человека

Кожа человека имеет непростую структуру. Ее слой снаружи — сосочковый слой дермы — в себя включает несколько структурных частей: внешний роговой слой, который не содержит ни нервов, ни сосудов кровообращения, от того и обладает самым большим сопротивлением, и остальные слои, сопротивление которых намного меньше рогового слоя.

Дальше идет дерма — слой находящийся внутри, сопротивление которого также сильно меньше, а это означает собственно сопротивление рогового слоя имеет важное значение в полном сопротивлении кожи.
На сопротивление кожи оказывает влияние ее состояние.

Если кожа сухая и чистая, не имеет повреждений, то ее сопротивление лежит в границах от 10 до 100 кОм. Если же на кожных покровах есть порезы, царапины, микротравмы, они могут сильно уменьшить сопротивление человеческого тела до сопротивления лишь внутренних тканей. Понятно, наличие на кожных покровах названных выше повреждений выполняет поражение электротоком более опасным.

Грязная и влажная кожа также имеет сопротивление намного ниже.
Общее сопротивление тела человека, попавшего под напряжение, можно представить состоящим из трех сопротивлений, включенных постепенно: 2 слоя сосочкового слоя дермы и одно — сопротивление дермы и внутренних тканей.

Аналогичным образом, внутренние ткани служат одновременно с приложенными электродами как бы обкладками конденсатора, а сосочковый слой дермы — диэлектриком.

В результате, если с наружной стороны к телу приложены электроды, то выходит цепь из активного сопротивления внутренних тканей и практически емкостного сопротивления сосочкового слоя дермы. Другими словами можно сказать, что идет речь о диэлектрической проницаемости от 100 до 200, и об удельном сопротивлении от 10 до 100 кОм/м в цепи, которая состоит из конденсатора и резистора.

Сопротивление тела человека

Внутренние ткани имеют сопротивление активное Rв с маленькой емкостной составляющей, которая практически не зависит ни от площади электродов, ни от частоты, и находится в границах от 500 до 700 Ом.

Сопротивление тела человека

Но оно зависит от протяженности и поперечного сечения участков тела, и от удельного сопротивления органов находящихся внутри. Другими словами в эквивалентном виде общее сопротивление Zт человеческого тела можно представить так:

При малом сопротивлении человеческого тела емкостная составная часть утрачивает значение:

Итак, электрическое сопротивление человеческого тела зависит от следующих пяти факторов:
От всего психологического и физиологического состояния (индивидуальные характерности);
От пола — от толщины кожи (у мужчин сопротивление больше, чем у женщин);

От возраста — от грубости кожи (у взрослых сопротивление больше, чем у детей);
От внешних условий (температура, давление, влажность, плотность);

От всего состояния кожи (раны, грязь, увлажненность и т. д.);
От внешних раздражителей (внезапные удар, укол, свет или звук), способных уменьшить сопротивление на 20 — 50 % в течении нескольких минут.

Сопротивление тела человека

Легко видеть, что электрическое сопротивление тела человека не регулярно и не линейно, но для расчетов его принимают равным 1 кОм. Но все таки, сопротивление человеческого тела зависит и от приложенного напряжения, так как в момент удара током оказаться может, что цепь в себя включает еще и напольную поверхность, грунт, обувь, одежду и т. д. Ток тогда будет определять не только сопротивление собственно человеческого тела, но и схема его включения в цепь.

Двухфазное касание

Сопротивление тела человека

При двухфазном прикосновении человек стоит на изолированном основании, касаясь одновременно 2-ух фаз трёхфазной системы электроснабжения, либо 2-ух проводников однофазной сети переменного или постоянного тока. В данном варианте ток потечет через руки и через крайне важные органы, что очень страшно, и еще опаснее, если замыкание выполняется по пути рука — голова.

При подобном прикосновении человек может попасть либо под линейное межфазное напряжение, либо под полное напряжение эксплуатации электрические установки.

Если человек прикоснулся открытыми частями тела, то сопротивление определяется сопротивлением тела, сопротивлением кожи, если же случилось соприкосновение с полюсами через одежду, то в схему добавляется постепенно сопротивление одежды.
Вполне уместно сравнить эти 2 варианта.

Сопротивление сухой одежды — от 10 до 15 кОм, а для мокрой — от 0,5 до 1,5 кОм. Понятно, сопротивление одежды так или по другому уменьшает ток через человеческое тело, хотя и падает в 10 — 30 раз если например одежда влажная.
При сухой одежде удар ощутится в сильном дрожании от пальцев до запястья, это 20мА при 220 вольтах.

Если же одежда сырая, то при 140мА руки можно будет только с конкретными усилиями оторвать от мест контакта. Сопротивление обуви и пола тут не берутся во внимание, так как в цепь они не включены.

Однофазное или однополюсное касание

Сопротивление тела человека

Человек стоит на земля, и лишь одной частью тела прикоснулся к электрической установке под напряжением, причем потенциал электрические установки разнится от потенциала земли или остальной опорной поверхности. В данном варианте человек попадает под напряжение относительно земли, и ток через тело будет током замыкания на землю.

Путь тока по петле голова — ноги или рука — ноги, это при том через крайне важные органы. В цепь окажутся включены сопротивления: тела, одежды, обуви, опоры. Сопротивления обуви и опоры включены между собой параллельно.

В зависимости от материала подошвы, от того влажная ли она или сухая, сопротивление обуви будет абсолютно разным. Очень важную роль играет и материал пола (опорной поверхности):

Влажная кожаная подошва обладает сопротивлением 500 Ом, сухая — 100 кОм;
Влажная резиновая подошва — 1,5 кОм, сухая резиновая подошва — 500 кОм;

Пол из металла — от 0 (сухой) до 10 Ом (влажный);
Земля сухая — 20 кОм, влажная — 800 Ом;
Бетон сухой — 2 МОм, влажный бетон — 900 Ом;

Линолеум сухой — 1,5 МОм, линолеум влажный — 50 кОм;
Камень сухой — 8,5 кОм, камень влажный — 5 кОм;
Снег или лед — от 300 Ом до 2 МОм;

Песок сухой — 8 кОм, песок влажный — 1,6 кОм;
Чернозем сухой — 160 Ом, влажный чернозем — 50 Ом.

Как видно, сопротивления опоры и обуви играют очень большую роль, и часто многократно превосходят сопротивление человеческого тела, тем более в сухом состоянии, что может иногда спасти жизнь.
При прикосновении к корпусу установки, который почему-то оказался под напряжением, если заземления нет, то весь ток пойдёт через тело.

Если заземление есть, то главная составляющая тока пойдёт через землю, а через тело — только небольшая часть, это представляет меньшую опасность для жизни.
Шаговое напряжение

Сопротивление тела человека

Если человек стоит на земля недалеко от заземлителя, и по грунту течет ток, то частично этот ток может потечь через ноги по человеческому телу — по петле нога — нога, другими словами человек попадет под шаговое напряжение. Образуется последовательная цепь, которая состоит из сопротивлений опоры, обуви и тела.

Сопротивления обуви и опоры играют тут важную роль, и могут в сухом виде принять на себя большее напряжение, чем примет обнаженное тело.

Электротехнический-портал.рф

. для студентов Институтов электротехнических специальностей и инженеров

§2. Сопротивление человеческого тела.

Если человек попал под напряжение, и есть закрытая цепь, то по этой цепи начинает протекать ток, при этом человеческое тело оказывает сопротивление этому току.
Сопротивление человеческого тела считается переменной величиной, зависящей от очень многих моментов (показателей электрической цепи, физического и психического человеческого состояния, состояния внешней среды).
Разнообразные ткани человеческого тела оказывают току различное сопротивление:

1) Кожа, кости, хрящи, сухожилия , жировая ткань – большое 3000 – 20000 Ом/м;
2) Мышцы, кровь, лимфа, особенно спинной и головной мозг – небольшое 0,5 –1,0 Ом/м.

Кожа имеет самое большее удельное сопротивление, благодаря этому сопротивление человеческого тела определяется в основном сопротивлением кожи человека.
Строение самой кожи трудно.
Кожа состоит из:

1) Наружного слоя (сосочкового слоя дермы), который сам состоит из пяти слоев;
Роговой слой наружного слоя лишен сосудов кровообращения и нервов и по этому имеет самое большее сопротивление.
Иные слои наружного слоя и дермы имеют намного меньшее сопротивление и по этому, сопротивление кожи по большей части определяется сопротивлением рогового слоя.

Состояние кожи особенно сильно влияет на сопротивление. Самое большее сопротивление оказывает чистая, сухая, неповрежденная кожа (10 000 – 100 000 Ом).

Любые царапины, порезы, микротравмы могут уменьшить сопротивление человеческого тела до значения внутреннего сопротивления, что несомненно повышает опасность удара электричеством. Тоже при увлажнении, загрязнении кожи.

Аналогичным образом, сопротивление человеческого тела условно можно считать состоящим из трех постепенно включенных сопротивлений: 2-ух сопротивлений наружного слоя (сосочкового слоя дермы), и одного сопротивления внутренних тканей и слоев внутри кожи (дермы).

Zэ – состоит из активного Rэ и емкостного Xс = 1/wСэ, обусловленного тем, что в месте приложения электрода к телу образуется как бы конденсатор, обкладками которого считается электрод и хорошо проводящие ткани человека, а диэлектриком, разделяющим обкладки – сосочковый слой дермы.

? – диэлектрическая проницаемость (100-200)
?0 – электрическая неизменная (8,85*10 -12 Ф/м.)
S – Площадь электродов [м 2 ];
?э – удельное сопротивление сосочкового слоя дермы (10 4 –10 5 Ом?м);

Сопротивление внутренних тканей считается чисто активным, хотя говоря со всей строгостью, имеет емкостную составляющую почти не зависит от площади электродов, частоты, напряжения, тока и Rв?500 – 700 Ом.
Зависит от длины и поперечного сечения участка тела и от удельного сопротивления органов находящихся внутри Rв.

Равноценная схема сопротивления Z человеческого тела:

В комплексной форме после изменения:

При малом сопротивлении человеческого тела:

Сопротивление человеческого тела зависит от:

1) Индивидуальных свойств человека, даже у одного в итоге же человека в очень разный период времени и в самых различных условиях сопротивление различное, в зависимости от физического и психического состояния;
2) От пола – у женщин меньше, чем у мужчин.

Поясняется толщиной кожи.
3) От возраста – у детей меньше, чем у взрослых и стариков.

Поясняется толщиной и степенью огрубления кожи.
4) От окружающей среды – температуры, давления, плотности.
5) От состояния кожи – загрязнения, ранения, увлажненности и т.п.

6) От внешних внезапно появляющихся раздражителей – болевые (удары, уколы), световые, звуковые уменьшают сопротивление человеческого тела на 20 – 50% на пару минут.
Аналогичным образом, сопротивление человеческого тела – нестабильно, не линейно. В расчетах же для упрощения принимают, сопротивление человеческого тела – стабильным линейным и активным, равным 1000 Ом.

Зависимость сопротивления человеческого тела от приложенного напряжения.

Сопротивление человеческого тела принимается равным 1000 Ом

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению лабораторных работ по курсу

Напряжение тела человека

для студентов всех специальностей

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ Защитных способовнравится ЧЕЛОВЕКА ОТ Удара электричеством
Рецензент: Калинин А.А., к.т.н., профессор, академик МАН экологии и безопасности.
Оценка эффективности защитных способовнравится человека от удара электричеством.

Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов всех специальностей/ составили Емец А.А., Красноярск, 2012, 19 с.
Редакционно-издательского совета университета

Печатается в авторской редакции
Лабораторные работы
« Оценка эффективности защитных способовнравится человека от удара электричеством»

Цель работы— изучение количественных и хороших параметров защитного заземления, защитного зануления и устройства защитного выключения (Устройство защитного отключения), как средств защиты человека от удара электричеством.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Электробезопасность — система организационных и мероприятий в техническом плане и средств, которые обеспечивают защиту работающих от воздействия электротока.
Поражение человека электротоком может случиться при прикосновениях:
— к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
— отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или возникло напряжение в результате нечаянного включения;
— к железным нетоковедущим частям электрических установок после перехода на них напряжения с токоведущих частей.

Характер и результаты поражения человека электротоком зависят от нескольких моментов, в том числе и от:
— электрического сопротивления человеческого тела,

Интересные факты о нашем теле — Мускулы и кости

— величины и продолжительности протекания через него тока,
— схемы включения человека в электрическую цепь,
— состояния внешней среды
— индивидуальных свойств организма.

Электрическое сопротивление человеческого тела складывается из сопро­тивления кожи и сопротивления внутренних тканей.

Ток через человека

При расчетах

сопротивление человеческого тела принимается равным 1000 Ом.
Сила тока, протекающего через человеческое тело, считается основным аргументом, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее результаты.
Сила тока, протекающего через тело человек, при которой человек начинает чувствовать который проходит через него ток, именуется пороговым ощутимым током.

В большинстве случаев, при частоте токапромышленной частоты 50 Гц пороговым ощутимым считается значение 0,5. 1,5 мА.
Ток силой 10.

15 мА вызывает сильные и непроизвольные судороги мышц, которые человек не в состоянии одолеть, т. е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, выбросить от себя кабель, оказываясь как бы прикованным к токоведущей части. Такой ток именуется пороговым неотпускающим.

При силе тока 20. 25 мА у человека происходит судорожное уменьшение мышц грудной клетки, затрудняется и даже заканчивается дыхание, что может привести к летальному исходу вследствие прекращения работы легких.

Ток силой 100 мА считается очень опасным, так как он в данном варианте оказывает непосредственное влияние на мышцы сердца, вызывая его остановку или фибрилляцию (быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон мышцы сердца), при которой сердце перестает работать.
Продолжительность протекания тока через человеческое тело определяет исход поражения им, так как со временем резко увеличивается сила тока вследствие уменьшения сопротивления тела, и также благодаря тому, что в человеческом организме собираются негативные результаты воздействия тока.

Опасность электро сетей.
На производстве применяются следующие виды электро сетей:
— трехфазные электросети с изолированной нейтралью;
— трехфазные электросети с заземленной нейтралью;
— однофазные электросети.

Опасность трехфазных электро сетей с изолированнойнейтралью.
Провода электро сетей в отношении к земля имеют емкость и активное сопротивление — сопротивление утечки, равное сумме сопротивлений изоляции и пути тока на землю (рис 5.10).

Сопротивление тела человека

Для упрощения анализа можно принять их равными, т. е.
При прикосновении человека к одному из фазных проводов (однофазное сопротивление) исправной сети проводимость этого провода относительно земли уменьшается и происходит смещение нейтрали.

Ток через человека в данном варианте выражается зависимостью:

где — фазное напряжение сети; — сопротивление цепи человека (Rч = rтч + rод + rоб + rоп), rтч — сопротивление человеческого тела; rод— сопротивление одежды 0,5. 1 кОм для мокрой ткани и 10. 15 кОм — для сухой; rоб— сопротивление обуви = 0,2. ..2 кОм, а для сухих — 25.

500 кОм; rоп— сопротивление опорной поверхности ног — пола или грунта (сопротивление сухих полов может достигать 2 кОм, а влажных или пропитанных щелочами или кислотами — 4. 50 Ом); сопротивление опорной поверхности ног на грунте зависит от удельного сопротивления грунта и может быть определено по формулам: rоп= 2,2q, если ступни размещены рядом, и гоп = 1,6 q, если ступни ног размещены на расстоянии шага (где q— удельное сопротивление грунта, Ом/м); w = 2?f — угловая частота сети, f — частота тока для промышленных сетей равна 50 Гц.
В случае коротких электро сетей (при малых емкостях фазных проводов относительно земли С = 0) выражение для тока через человека запишется так:

При двухфазном прикосновении человек попадает под линейное на­пряжение и ток через человека определяется высказыванием:

где Uл линейное напряжение сети , равное

ф
В экстремальных условиях работы сети если есть наличие замыкания на одной из фаз на землю, ток, который проходит через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, выразится зависимостью:

Сопротивление тела человека

Если переходным сопротивлением Rк в месте замыкания на землю можно пренебречь — если сравнивать с сопротивлением цепи человека, тогда ток, который проходит через человека,

где

Аналогичным образом, при прикосновении к одному фазному проводу сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме ток через человека зависит от сопротивления утечки и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю резко увеличивает опасность однофазного прикосновения, так как в данном варианте человек попадает под напряжение, близкое к линейному. Самым опасным считается двухфазное касание.

Сети с изолированной нейтралью лучше для безопасности применять в том случае, когда есть возможность поддерживать большой уровень изоляции проводов и когда емкость сети относительно земли незначительна. Это мало разветвленные сети, не подверженные действию агрессивной среды, находящиеся под контролем профессонального персонала.

Опасность трёхфазных систем электроснабжения с заземленной нейтралью.
Трёхфазные системы электроснабжения с заземленной нейтралью обладают малым сопротивлением между нейтралью и землёй (фактически оно равно сопротивлению рабочего заземления нулевой точки блока питания или генератора (рис.

5.11.)

Сопротивление тела человека

Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению, и ток, который проходит через человека, прикоснувшегося к одной из фаз, сориентироваться высказыванием:

где — сопротивление рабочего заземления нейтрали.
Пренебрегая сопротивлением рабочего заземления нейтрали (R ? 10 Ом) если сравнивать с сопротивлением цепи человека, можно целиком записать:

При двухфазном прикосновении человек попадает под линейное на­пряжение как в сетях с изолированной нейтралью, и ток, который проходит через человека,

Сопротивление тела человека

В экстремальных условиях, когда одна из фаз сети замкнута на землю, происходит перераспределение напряжения и напряжения исправных фаз в отношении к земля отличны от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, человек попадает под напряжение Uч, которое больше фазного, но меньше линейного, и ток, который проходит через человека,

Аналогичным образом, касание к исправной фазе при замыкании другой фазы на землю опаснее, чем касание в фазе в нормальном рабочем режиме трёхфазной системы электроснабжения с заземленной нейтралью, а наиболее страшно двухфазное касание.
Анализируя разные ситуации прикосновения человека к проводам трехфазных электро сетей, можно создать такие выводы:
1) наименее опасным считается однофазное касание к проводу исправной сети с изолированной нейтралью;

2) при замыкании одной из фаз на землю опасность однофазного при­косновения к исправной фазе больше, чем в исправной сети при любом режиме нейтрали;
3) самым опасным считается двухфазное касание при любом режиме нейтрали.
Режим нейтрали трёхфазной системы электроснабжения подбирается по технологическим требованиям и по условиям безопасности.

Согласно ПУЭ.
При напряжении выше 1000 В используются две схемы:
— трехпроводные сети с изолированной нейтралью и
— трехпроводные сети с хорошо заземленной нейтралью.

При напряжении до 1000 В используются трехпроводные сети с изолированной нейтралью и четырехпроводные сети с заземленной нейтралью.
Сети с заземленной нейтралью необходимо использовать в тех производствах и цехах, где нереально обеспечить хорошую изоляцию проводов (большая влажность, опасная среда и др.), когда нельзя быстро отыскать или убрать повреждение изоляции, либо когда емкостные токи сети вследствие существенной ее разветвленности могут достигать больших значений, губительных для человека.

Опасность сетей однофазного тока.
Однофазные сети могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку (рис.

5.12).
При однополюсном прикосновении к проводу изолированной сети человек оказывается «подключенным» к иному проводу через сопротивление утечки (рис.

5.12, а). Так как однофазные сети электрического тока имеют маленькую протяженность, емкостью проводов относительно земли можно пренебречь, а для сетей постоянного тока емкость не возрастает, так как ток утечки через емкость равён нулю. Для упрощения выводов условимся, что сопротивления утечки двоих проводов такие же, т. е. r1 = r2 = r

Сопротивление тела человека

Рис. 5.12.

Опасность сетей однофазного тока: а — схема прикосновения к проводу изолированной сети; б — равноценная схема; в — схема прикосновения к незаземленному проводу сети с заземленным полюсом; г — схема прикосновения к проводу поломанной сети; д — схема прикосновения к проводу сети с заземленной средней точкой; е — схема прикосновения к двум проводам сети.
Выражение для тока, протекающего через человека, полученное из равноценной схемы (рис. 5.12, б), имеет вид:
Касание человека к незаземленному проводу сети с заземленным полюсом (рис. 5.12, в) вызывает протекание тока:

а так как Rо 2 — площадь повер­хности полусферы радиусом х.

Сопротивление тела человека

Дизайн Человека. Human Design.

Генераторы, проекторы, манифесторы. Даниил Трофимов

Отметив Iз = ?/2? = const = k, получаем

Аналогичным образом, потенциал на поверхности грунта делится Согласно закону гиперболы.
При отекании тока в неоднородный грунт имеет место дефармация (нарушение неоднородности) поля.

В предельных случаях ток устремляется в слой находящийся снизу, если ?2 > ?1
Зоной растекания тока замыкания на землю именуется территория земли, за границами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю.
Территория растекания тока раскинулась на расстояние до сорока метров от места замыкания на землю.

Для заземлителя отличительным критерием считается сопротивление току растекания, собой представляет сопротивление грунта току замыкания на землю в границах зоны растекания. На основании закона Ома можем записать
где Rз — сопротивление растеканию тока заземлителя.

Для полусферического заземлителя

Сопротивление тела человека

При отекании тока с 2-ух заземлителей, расположенных в границах зоны растекания тока, потенциал возрастает в смежной области за счёт обоюдного экранирования и наложения токов растекания.
Шаговое напряжение.

Напряжение шага — это напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их человеческими ногами.
Численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся человеческой ноги (рис.5.14).

При расположении одной человеческой ноги на расстоянии х от заземлителя и ширине шага а (в большинстве случаев принимается а = 80 см) приобретаем

где,

коэффициент напряжения шага,который зависит от:
— расстояния от заземлителя
— ширины шага (чем ближе к заземлителю и чем шире шаг, тем ?больше).
Напряжение шага максимально у заземлителя и становится меньше по мере удаления от заземлителя; вне поля растекания оно равно нулю. Напряженность шага также возрастает с увеличением ширины шага.

Ток, обусловленный напряжением шага,

Сопротивление тела человека
Сопротивление тела человека

Нужно сказать, что условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток течет по самым разнообразным путям: через грудную клетку — от напряжения прикосновения и по нижней петле — от напряжения шага. Существенные напряжения шага вызывают судороги в ногах, человек падает, после этого цепь тока замыкается вдоль всего человеческого тела.
Опасность электрического оборудованияопределяется величиной применяемого тока, параметрами электрической энергии и эксплуатационными условиями.

Нарушение изоляции электрического оборудования приводит к замыканию электротока на токопроводящие части корпуса электрического оборудования появлению напряжения прикосновения.
Напряжение прикосновения.

Напряжение прикосновения — это напряжение между 2-мя точками цепи тока замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса ?к и точек почвы, в которых находятся человеческой ноги ?н (рис.

5.15.):

Сопротивление тела человека


Величину ?именуют показателем напряжения прикосновения (в границах этой зоны растекания тока ?меньше единицы, а за границами этой зоны равён единице).

Напряжение прикосновения возрастает по мере удаления от заземлителя, и за границами зоны растекания тока оно равно напряжению на корпусе оборудования.