Çeşitli elektrik şebekelerinde elektrik çarpması tehlikesi. Çeşitli konfigürasyonlardaki elektrik ağlarında elektrik tesisatı akımından kaynaklanan insan yaralanması riski nasıl değerlendirilir?
Bir kişiyi dahil etmek için çeşitli planlar vardır. elektrik devresi akım:
Tek fazlı dokunma – aktif bir elektrik tesisatının bir fazının iletkenine dokunmak;
İki fazlı dokunma - mevcut bir elektrik tesisatının iki fazının iletkenlerinin aynı anda dokunması;
Yalıtım hasarı sonucu enerji alan elektrik tesisatlarının akım taşımayan kısımlarına dokunmak;
Adım geriliminin açılması, toprağın (toprak) farklı potansiyeller altındaki iki noktası arasında devreye girmesidir.
Bir kişiyi elektrik akımı devresine bağlamak için en tipik şemaları ele alalım.
Sağlam topraklanmış nötre sahip bir ağda tek fazlı kontak.İnsan vücudundan geçen akım ( Ah) tek fazlı bir dokunuşla (Şek. 6) devrede kapanacaktır: faz L 3 – insan vücudu – taban (zemin) – nötr topraklama iletkeni – nötr (sıfır noktası).
Pirinç. 6. Ağdaki tek fazlı dokunma şeması
sağlam topraklanmış nötr ile
Ohm kanununa göre: ,
Nerede R o – nötr topraklama direnci,
R baz - baz direnci.
Taban (zemin) iletken ise, o zaman R taban ≈ 0
Bunu göz önünde bulundurarak R Ey " sağ, O
Ah = sen F
Böyle bir dokunuş son derece tehlikelidir.
Yalıtılmış nötre sahip bir ağda tek fazlı temas.İnsan vücudundan akan akım (Şekil 7) devrelerde kapatılacaktır: faz L 3 – insan vücudu – zemin ve faz yalıtımı yoluyla ağa geri döner L 2 ve L 1, yani daha sonra akım devreleri takip eder: faz izolasyonu L 2 fazlı L 2 - nötr (sıfır noktası) ve faz izolasyonu L 1 - faz L 1 – nötr (sıfır noktası). Böylece insan vücudundan geçen akım devresinde faz izolasyonları ona seri bağlanır. L 2 ve L 1 .
Pirinç. 7. Ağdaki tek fazlı dokunma şeması
izole nötr ile
Faz izolasyon direnci Z aktif ( R) ve kapasitif bileşenler ( İLE).
R– izolasyonun kusurunu karakterize eder, ör. metallerden çok daha kötü olmasına rağmen yalıtımın akımı iletme yeteneği;
İLE- fazın toprağa göre kapasitansı, "plakaları" fazlar ve toprak olan hayali bir kapasitörün geometrik boyutlarıyla belirlenir.
Şu tarihte: R 1 = R 2 = R 3 = R f ve İLE 1 = İLE 2 = İLE 3 = İLEİnsan vücudundan akan F akımı:
Nerede Z- toplam izolasyon direnci faz teli yere göre.
Faz kapasitansı ihmal edilirse İLE f = 0 (kısa uzunluklu hava ağları), o zaman:
bundan akımın büyüklüğünün yalnızca insan direncine değil, aynı zamanda faz telinin toprağa göre yalıtım direncine de bağlı olduğu sonucu çıkar.
Örneğin, R 1 = R 2 = R 3 = 3000 Ohm, o zaman
; Ah= 0,0111000 = 110 V
İki fazlı dokunuş.İki fazlı bir dokunuşla (Şek. 8), nötr moddan bağımsız olarak kişi şebekenin hat voltajı altında olacaktır. sen l ve Ohm kanununa göre:
en sen l =380 V: BEN= 380/1000 = 0,38 A = 380 mA.
Pirinç. 8. İki aşamalı insan dokunuşunun şeması
İki fazlı temas son derece tehlikelidir; bu tür durumlar nispeten nadirdir ve kural olarak, kuralların ve talimatların ihlali olan 1000 V'a kadar elektrik tesisatlarında voltaj altında çalışmanın sonucudur.
Dokunmak metal kasa gerilim altında. Elektrik tesisatının gövdesine dokunmak (Şek. 9), fazın ( L 3) vücuda kapalı, fazın kendisine dokunmaya eşdeğer. Bu nedenle, daha önce tartışılan tek fazlı kontak durumları için analiz ve sonuçlar çerçeve arızası durumuna tamamen uygulanabilir.
Pirinç. 9. Metale dokunan bir kişinin şeması
gerilim altındaki vücut
Elektrik akımından kaynaklanan yaralanmaların büyük bir yüzdesi, bir kişinin izolasyon arızası nedeniyle kazara enerji alan elektrik tesisatının metal parçalarına veya kasalarına dokunması sonucu meydana gelir.
Elektrik yaralanmasının şiddeti, insan vücudundan geçen akıma, akımın frekansına, vücudun fizyolojik durumuna, akıma maruz kalma süresine, akımın vücuttaki yoluna ve çalışma koşullarına bağlıdır.
Bu durumda, kişi dokunma voltajına maruz kalır; bu voltaj, aynı anda dokunulduğunda toprak arıza akım devresinin (gövdeye) iki noktası arasındaki voltajdır.
Nerede 
- insan vücudundan akan akım, A;
-insan vücudunun direnci, Ohm.
Elektrik tesisatlarıyla etkileşimde bulunurken insanları koruma yöntem ve araçlarının tasarlanması amacıyla insan vücudundan akan dokunma gerilimleri ve akımlarının izin verilen maksimum değerleri, /2/ ve gerilimleri yüksek olan endüstriyel elektrik tesislerinin acil durum modunda standartlaştırılmıştır. 1 c'den fazla maruz kalma süresi ile 1000 V'a kadar 50 Hz alternatif akım aşılmamalıdır 
= 20 V ve 
= 6mA.
İnsan vücudundan akan dokunma voltajlarının ve akımın değerleri bir dizi faktöre bağlıdır: bir kişiyi elektrik ağına bağlama devresi, ağ voltajı, ağın kendi devresi, nötr modu, canlı parçaların topraktan yalıtım derecesi ve ayrıca canlı parçaların toprağa göre kapasitansı, vb. .s. Belirli bir ağı güvenlik koşullarına göre değerlendirirken, uygun koruyucu önlemleri seçerken ve hesaplarken bu bağımlılığın bilinmesi gerekir.
Aynı zamanda kişinin üzerinde durduğu tabanın (zemin, yer vb.) direncinin yanı sıra ayakkabılarının direncinin de önemsiz ve sıfıra eşit olduğunu varsayıyoruz.
İnsan vücudunun direnci, cildin durumuna (kuru, ıslak, temiz, hasarlı vb.), temas yoğunluğuna, temas alanına, insan vücudundan geçen akıma ve dokunma voltajına bağlı olarak büyük ölçüde değişir (400 ila 100.000 Ohm arasında). ve ayrıca kişinin akıma maruz kaldığı zamanda.
Ülkemizde 1000 V'a kadar gerilimlerde esas olarak iki üç fazlı akım ağı devresi kullanılmaktadır - 220/127, 380/220 ve 660/380 V gerilimli topraklanmış nötr dört telli ve izole edilmiş üç telli 36, 42, 127, 220, 380 ve 660 V gerilimlerle nötr.
Ağların normal çalışması sırasında elektrik çarpması tehlikesini analiz edelim.
2.1. Sağlam topraklanmış nötr ile üç fazlı dört telli ağ
380/220 V'luk bir ağı düşünelim (Şekil 1).
P 
Dört telli bir ağda enerji verilen bir elektrik tesisatının gövdesiyle insan teması
Normal ağ çalışması altında, faz ve nötr kabloların toprağa göre izolasyon direnci, nötr topraklama direncine kıyasla çok büyük değerlere sahiptir ve bazı varsayımlarla sonsuza eşitlenebilir, yani. 
.
Bu durumda insan vücudundan geçen akım
|
|
Nerede 
= 220 V - faz voltajı, yani. bu durumda transformatörün bir sargısının başlangıcı ile sonu arasındaki voltaj.
- transformatörün nötrünün bağlı olduğu topraklama cihazının direnci, Ohm.
PUE'ye göre /1/ en yüksek değer 
66 ohm'dur; insan vücudunun direnci 
, birkaç yüz Ohm'un altına düşmez. Bu nedenle büyük bir hata olmadan değeri ihmal edebiliriz 
, yani
|
|
Böylece, sağlam topraklanmış bir nötr ile bir ağda enerji verilen bir elektrik tesisatının gövdesine dokunduğunda, kişi kendisini pratik olarak faz voltajı altında bulur, yani. bu durumda faz ve nötr kablolar arasında voltaj düşüktür.
Sızıntı kalıcı İnsan vücudundaki akım, temas noktasında ve uzuvların eklemlerinde ağrıya neden olur. Kural olarak, doğru akımın insan vücudu üzerindeki etkisi yanıklar veya ağrı şoku, ciddi vakalarda solunum veya kalp durmasına neden olabilir.
Tek fazlı veya iki fazlı şebekelerle insan teması halinde klima ağın yere göre herhangi bir modunda (yerden izole edilmiş, topraklanmış bir direk ile, topraklanmış bir orta nokta ile), çünkü bu durumda kişiden geçen akım yalnızca belirlenir elektrik direnci onun vücudu.
Yenilginin tehlikesi ve sonucu elektrik çarpması bağımlı: bir kişiyi bir elektrik devresine “bağlama” şemasına; elektrik şebekesinde:
topraklanmış nötr ile üç fazlı dört telli;
izole nötr ile üç fazlı.
Tesisatın canlı bir kısmı ile tek kutuplu (tek fazlı) veya çift kutuplu (iki fazlı) temas nedeniyle bir kişinin elektrik çarpması meydana gelebilir.
Tek fazlı bağlantı, iki fazlı bağlantıdan daha az tehlikelidir ancak çok daha sık meydana gelir ve elektrik yaralanmalarının ana nedenidir. Bu durumda, elektrik şebekesinin nötr modu, yenilginin sonucu üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir.
İzole nötrü olan bir şebekenin fazlarından birine insan direncine seri olarak dokunduğunuzda diğer hasarsız iki fazın toprağa göre izolasyon ve kapasitans dirençleri açılır.
Topraklanmış nötr ile bir ağın bir aşamasına insan dokunuşunun şeması
Yalıtım direnci arttıkça elektrik çarpma riski azalır.
Aynı şebekenin acil çalışması sırasında katı faz-toprak arızası oluştuğunda nötr noktasındaki gerilim faz gerilimine ulaşabilmektedir ve hasarsız fazların toprağa göre gerilimi hat gerilimine eşit hale gelmektedir. Bu durumda kişi bir faza dokunursa doğrusal voltaj altında olacak ve üzerinden “kol-bacak” yolu boyunca akım akacaktır. Bu durumda tellerin izolasyon direncinin yaralanmanın sonucunda herhangi bir rolü yoktur. Bu tür elektrik çarpması çoğu zaman ölüme yol açar.
Örnekler, diğer koşullar eşit olduğunda, bir kişinin izole nötrü olan bir ağa tek fazlı bağlantısının, topraklanmış nötrü olan bir ağdan daha az tehlikeli olduğunu göstermektedir.
En tehlikeli olanı, bir kişinin elektrik şebekesine iki fazlı bağlantısıdır, çünkü ağın nötr moduna ve çalışma koşullarına bakılmaksızın ağın doğrusal voltajı altına girer.
7.9. Mevcut maruz kalma süresi.
Mevcut maruz kalma süresi genellikle yaralanmanın nihai sonucunun bağlı olduğu bir faktördür. Elektrik akımının insan vücudu üzerindeki etkisi ne kadar uzun olursa, hasarın sonuçları da o kadar ağır olur. 30 saniye sonra, insan vücudunun akım akışına karşı direnci yaklaşık% 25, 90 saniye sonra ise% 70 azalır.
Elektrik çarpmasının ancak insan kalbi tamamen dinlendiğinde, kalp ve atriyumun ventriküllerinde herhangi bir sıkıştırma (sistol) veya gevşeme (diyastol) olmadığında mümkün olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle kısa bir süre için akımın etkisi tam gevşeme aşamasına denk gelmeyebilir, ancak kalbin çalışma hızını artıran her şey, herhangi bir süreli elektrik çarpması sırasında kalp durması olasılığını artırır. Bu nedenler şunları içerir: yorgunluk, heyecan, açlık, susuzluk, korku, alkol, uyuşturucular, bazı ilaçlar, sigara içme, hastalık vb.
Elektrik etkisinin bir sonucu olarak bir kişiye elektrik çarpması, yani. akımın bir kişiden geçmesi, aralarında bir miktar voltajın bulunduğu bir elektrik devresinin 2 noktasına dokunmasının bir sonucudur. Böyle bir dokunmanın tehlikesi, bilindiği gibi, insan vücudundan geçen akıma veya vücudun kendisini altında bulduğu gerilime göre değerlendirilir. Dokunma voltajının bir dizi faktöre bağlı olduğuna dikkat edilmelidir: bir kişiyi elektrik devresine bağlama devresi, ağ voltajı, ağın kendi devresi, nötr modu, canlı parçaların yalıtım derecesi yerden ve ayrıca canlı parçaların zemine göre kapasitansı vb.
Sonuç olarak, yukarıda belirtilen tehlike kesin değildir: bir durumda, bir kişinin elektrik devresine dahil edilmesi, içinden küçük akımların geçmesine eşlik edecek ve diğer durumlarda akımlar önemli boyutlara ulaşabilecektir; ölüme yol açabilecek değerler. Bu makale, bir kişinin elektrik devresine dahil edilmesi tehlikesinin, yani dokunma voltajının değerinin ve bir kişiden akan akımın listelenen faktörlere bağımlılığını incelemektedir.
Belirli bir ağı güvenlik koşullarına göre değerlendirirken, özellikle topraklama, sıfırlama, uygun koruyucu önlemleri seçerken ve hesaplarken bu bağımlılığın bilinmesi gerekir. koruyucu kapatma, ağ izolasyon izleme cihazları vb.
Bu durumda, özel olarak belirtilenler dışındaki tüm durumlarda, kişinin üzerinde durduğu tabanın (toprak, zemin vb.) ve ayakkabılarının direncinin önemsiz olduğunu varsayacağız ve bu nedenle bunlar sıfıra eşit alınabilir.
Bu nedenle, bir kişiyi yanlışlıkla canlı iletkenlere dokunduğunda bir elektrik devresine bağlamak için en tipik şemalar şunlardır:
1. Devrenin iki faz iletkeni arasındaki bağlantı,
2. Faz ve toprak arasındaki bağlantı.
Elbette ikinci seçenekte, söz konusu ağın, örneğin akım kaynağının nötrünün topraklanması veya kabloların toprağa göre zayıf yalıtımı nedeniyle veya topraklama nedeniyle elektriksel olarak toprağa bağlı olduğu varsayılmaktadır. aralarında büyük bir kapasitansın varlığı.
İki fazlı dokunma en tehlikeli olarak kabul edilir, çünkü bu durumda insan vücuduna 380 voltluk doğrusal bir voltaj uygulanır ve akım vücuttan geçer. ağ şemasına ve nötr moduna bağlı değildir.
İki fazlı temaslar çok nadiren meydana gelir ve esas olarak voltaj altında çalışmayla ilişkilidir:
Elektrik panolarında, aksamlarında ve havai hatlarda;
Arızalı kişisel koruyucu ekipman kullanıldığında;
Korumasız canlı parçalara sahip ekipmanlarda vb.
Tek fazlı dokunma genellikle daha az tehlikeli olarak kabul edilir, çünkü bu durumda bir kişiden geçen akım bir dizi faktörün etkisiyle sınırlıdır. Ancak pratikte bu, iki aşamalı olmaktan çok daha sık gerçekleşir. Bu nedenle bu makalenin konusu, söz konusu ağlarda yalnızca tek fazlı dokunma durumlarını analiz etmektir.
Bir kişi elektrik çarpması nedeniyle yaralanırsa Mağduru akıntıdan kurtarmak ve ona derhal ilk yardım sağlamaya başlamak için önlemler almak gerekir.
Bir kişiyi akımın etkilerinden kurtarın Mümkün olduğu kadar çabuk gerekli, ancak önlemler alınmalıdır. Mağdurun yüksekte olması durumunda düşmesini engelleyecek önlemler alınmalıdır.
Enerjik bir kişiye dokunmak, tehlikeli ve sürüldüğünde kurtarma çalışması Bu işi yapan kişilerin olası elektrik çarpmasına karşı belirli önlemlere kesinlikle uyması gerekmektedir.
En basit bir şekilde kurbanı akıntıdan kurtarmak bir elektrik tesisatının veya bir kişinin dokunduğu kısmının bağlantısını kesmek. Ünite kapatıldığında elektrik ışığı sönebilir, dolayısıyla herhangi bir ışık yoksa gün ışığı başka bir ışık kaynağının hazır olması gerekir - bir fener, bir mum vb.
Kurbanı akıntıdan kurtardıktan sonra Hasarın derecesinin belirlenmesi ve mağdurun durumuna uygun olarak ona sağlanması gerekir. tıbbi bakım. Mağdurun bilincini kaybetmemişse dinlenmesi sağlanmalı, yaralanma veya hasar varsa (morluk, kırık, çıkık, yanık vb.) doktor gelene veya hastaneye götürülene kadar ilk yardım yapılmalı. en yakın tıbbi tesis.
Mağdur bilincini kaybetmişse ancak hala nefes alıyorsa, onu yumuşak bir yatağa (battaniye, elbise vb.) düz ve rahat bir şekilde yatırmak, yakasını, kemerini açmak, kısıtlayıcı kıyafetleri çıkarmak, ağız boşluğunu kandan temizlemek ve mukus, temiz hava akışını sağlayın, amonyağın koklamasına izin verin, su serpin, ovalayın ve vücudu ısıtın.
Yaşam belirtilerinin yokluğunda (klinik ölümde solunum veya nabız yoktur, serebral korteksteki oksijen açlığı nedeniyle gözbebekleri genişlemiştir) veya aralıklı nefes alma durumunda, mağdur, mağduru hızla kısıtlayan giysilerden kurtarmalıdır. nefes alın, ağzınızı temizleyin ve suni teneffüs ve kalp masajı yapın.
1) İyi yalıtımlı, yalıtımlı nötrlü bir ağ kablosuyla tek fazlı kontak (Şekil 1):
Şekil 1 - Bir kişinin elektrik şebekesine tek fazlı bağlantısı.
Bir kişiden geçen akım, iyi durumda R'den yüksek bir yalıtım direncine sahip olan ağ kablolarının yalıtımı yoluyla akım kaynağına geri döner. 1000V'a kadar R, 0,5 MOhm veya daha fazlasına eşittir. İnsan vücudundan akan akım şu ifadeyle belirlenir:
(1)
Rh'nin insan vücudunun direnci olduğu yerde hesaplamalar için 1000 Ohm alınır;
R - toprağa göre faz izolasyon direnci;
U f - faz voltajı
İnsan vücudunun R h direnci ile seri olarak bağlanan ayakkabıların R ve zemin R p'nin direnci dikkate alındığında, kişiden geçen akım şuna eşit olacaktır:
(2)
2) Topraklanmış nötrlü bir ağ kablosuyla tek fazlı kontak (Şek. 2):
Şekil 2 - Topraklanmış nötr ile tek fazlı kontak
Bir kişiden geçen akımın büyüklüğü yalnızca insan vücudunun direnci ile belirlenir; tel yalıtımının direnç değerleri insan vücudundan geçen akımı etkilemez.
, (3)
burada R 0 nötr topraklama direncidir. Ul = 380 V R 0 4 0 m'yi aşmadığında hesaplamalarda ihmal edilebilir. Bu durumda zeminin ve ayakkabıların dayanıklılığı insan güvenliğinde büyük rol oynar çünkü bir kişiye seri olarak bağlanır.
(4)
R p = 0 ve R rev = 0 olduğunda
Ah = = 0,22 A = 220 mA> 100 mA >> 10 mA ,
bu çok tehlikeli!
Bir faz toprağa kısa devre yaptığında, izole nötrü olan bir ağın (Şekil 4), topraklanmış nötrü olan bir ağdan (Şekil 5) daha tehlikeli olduğu ortaya çıkar. Yalıtılmış nötrü olan bir ağda, insan vücudundan geçen akım miktarını belirleyen voltaj U l'ye eşit olduğundan ve topraklanmış nötrü olan bir ağda bu sınırlar dahilinde kaldığından:
U l >U pr >U f
Şekil 4 - İzole edilmiş nötr ağ
Ah= 
, (7)
burada Rh insan vücudunun direncidir;
R zm - toprak fazı devre direnci
Normal şartlarda enerji verilmemesi gereken ekipmanın gövdesinde faz bozulması durumunda bu ekipmanla çalışan kişi kendini tek fazlı kontak modunda bulur. Bir ağda elektrik çarpmasına karşı koruma sağlamak için izole nötr kullanılır koruyucu topraklama (Şek. 6).
Şekil 5 - Topraklanmış nötrlü ağ
Koruyucu topraklama
Gerilim altındaki parçaların yalıtımının ihlali durumunda insanların güvenliğini sağlamak amacıyla koruyucu topraklama yapılır. Topraklama aynı zamanda elektrikli ekipmanları, binaları ve yapıları atmosferik elektrikten korumak için de kullanılır.
Koruyucu topraklama, normal şartlarda enerji verilmeyen ancak elektrik tesisatlarının yalıtımının ihlali nedeniyle enerji alabilecek ekipmanın metal parçalarının toprağa veya eşdeğerine kasıtlı olarak bağlanmasıdır.
Koruyucu topraklamanın etkisi, enerji verilen ekipman çerçevesi ile toprak arasındaki voltajı güvenli bir değere düşürmesidir.
Bunu izole nötrü olan bir ağ örneğini kullanarak açıklayalım (Şekil 6). Elektrikli ekipmanın mahfazası topraklanmamışsa ve bir fazla temas halindeyse, bu tür bir mahfazaya insan dokunuşu, tek fazlı açmaya eşdeğerdir. Kasa topraklanırsa, kasanın toprağa göre potansiyeli güvenli bir şekilde düşük bir değere düşer.
Şekil 6 - Koruyucu topraklama
Elektrik tesisatlarının metal parçalarının, elektrikli makinelerin mahfazalarının, transformatörlerin, cihazların, lambaların, elektrikli cihazların sürücülerinin, gösterge transformatörlerinin sekonder sargılarının, dağıtım panolarının çerçevelerinin, kontrol panellerinin, dolapların vb. topraklanması gerekir.
Koruyucu topraklama, izole edilmiş nötr ile 1000 V'a kadar gerilime sahip üç fazlı üç telli ağlarda ve herhangi bir nötr modda 1000 V ve üzeri gerilime sahip ağlarda kullanılır (Şekil 3.18).
