如何根據不同配置的電網中電氣裝置的電流來評估人員受傷的風險？
了解電氣裝置中發生的過程使電力工程師能夠安全地操作任何電壓和電流類型的設備，以執行電氣系統的維修工作和維護。
為避免電氣裝置發生觸電事故，請參閱包含在 PUE, PTB 和 PTE — 由最優秀的專家根據對伴隨電能運行的危險因素造成人員受傷的事故分析創建的主要文件。
使人接觸電流的情況和原因
安全指導文件區分了三組解釋工人觸電的原因：
1. 有意、無意地接近帶電壓的帶電部件，距離小於安全距離或接觸帶電部件；
2. 緊急情況的發生和發展；
3.違反手冊中規定的現有電氣裝置工人行為規則的要求。
對人身傷害危險的評估包括通過計算確定通過受害者身體的電流大小。同時，當接觸可能發生在電氣裝置的任意位置時，必須考慮許多情況。此外，施加在它們上的電壓會因多種原因而變化，包括電路的條件和工作模式及其能量特性。
電流對人造成傷害的條件
為了讓電流流過受害者的身體，有必要通過連接電路中至少兩個具有電勢差（電壓）的點來創建電路。電氣設備可能出現以下情況：
1、兩相或兩極異極（相）同時觸及；
2. 單相或單極接觸電路電勢，當人與大地電勢有直接電連接時；
3. 由於事故的發展，不小心與帶電壓的電氣裝置的導電元件發生接觸；
4.在跨步電壓作用下，同時腿部或身體其他部位所處的點之間產生電位差時發生的跌倒。
在這種情況下，受害者可能會與電氣裝置的載流部分發生電接觸，PUE 將其視為接觸：
1. 直接;
2. 或間接。
在第一種情況下，它是通過直接接觸帶電部件產生的，在第二種情況下，是在發生事故時，當危險電位通過它們時接觸電路的非絕緣元件。
為了確定電氣裝置的安全運行條件並為其中的工人準備工作場所，有必要：
1. 分析可能創建電流通過服務人員身體的路徑的案例；
2. 將其最大可能值與當前最低允許標准進行比較；
三、決定實施電氣安全措施。
電氣裝置中人身傷害條件分析的特點
為了估計在具有直流或交流電壓的網絡中通過受害者身體的電流大小，使用以下類型的名稱：
1.阻力：
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Rh——人體內；
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R0——用於接地裝置；
Ris——相對於地球輪廓的絕緣層；
2.電流：
Ih——通過人體；
Iz——對地迴路短路；
3.講究；
Uc——恆流或單相交流電路；
ul——線性；
Uf——相位；
Upr——觸摸；
耳朵-步驟。
在這種情況下，可以採用以下典型方案將受害者連接到網絡中的電壓電路：
1. 直流電：
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與接地電路隔離電位的導線觸點的單極觸點；
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電路電位與接地極的單極接觸；
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雙極接觸；
2.三相網絡處；
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與潛在導體之一的單相接觸（一般情況）；
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兩相接觸。
直流電路中的故障電路
單極人體接觸，電勢與地隔離
在電壓Uc的影響下，電流Ih通過下導體、受害者身體（手臂-腿）和接地迴路的電勢順序形成的迴路，通過介質的雙倍絕緣電阻。
單極人體接觸接地極電位
在該電路中，通過將電阻 R0 接近於零且遠低於受害者身體和外部環境絕緣層的電阻 R0 的電位導體連接到接地電路，情況會更加惡化。
所需電流的強弱大約等於市電電壓與人體電阻的比值。
雙極人與網絡電位的接觸
電源電壓直接施加到受害者的身體上，通過他身體的電流僅受其自身可忽略不計的電阻的限制。
三相交流電路中的一般故障模式
在相電位和地之間建立人體接觸
基本上，電路的每一相之間都有一個電阻，並且會產生地電位和電容。電壓源繞組的零點有一個廣義電阻Zn，其值在電路的不同接地系統中是不同的。
計算各迴路電導率和電流Ih通過相電壓Uf的總值的公式如圖所示。
兩相之間形成人體接觸
最大的價值和危險是通過電路的電流，它是在受害者身體與相導體的直接接觸之間產生的。在這種情況下，部分電流可以通過接地和介質的絕緣電阻的路徑。
雙相觸摸的特點
在直流和三相交流電路中，兩個不同電位之間的接觸是最危險的。有了這個計劃，一個人就會受到最大壓力的影響。
在具有恆壓電源的電路中，通過受害電流的電流由公式 Ih = Uc / Rh 計算得出。
在三相交流電網中，這個值是根據Ih=Ul/Rh=√3Uph/Rh的比值計算的。
鑑於人體的平均電阻為 1 千歐，我們計算在具有 220 伏恆定和交流電壓的網絡中出現的電流。
在第一種情況下，它將是：Ih = 220/1000 = 0.22A。這個 220 mA 的電流值足以讓受害者在沒有幫助的情況下發生痙攣性肌肉收縮，因為他無法再擺脫意外觸摸的影響——保持電流。
在第二種情況下，Ih = (220·1.732)/1000= 0.38A。在這個 380 mA 的值下，存在致命的受傷風險。
我們還注意到，在交流電壓的三相網絡中，中性點的位置（可以與地隔離或反接短路）對電流Ih的值影響很小。它的主要份額不通過接地電路，而是在相電位之間。
如果一個人使用了保護設備來確保他與地球輪廓的可靠隔離，那麼在這種情況下他們將毫無用處並且無濟於事。
單相水龍頭的特點
中性點牢固接地的三相網絡
受害人接觸其中一根相線並落入它與接地電路之間的電勢差之下。這種情況最常發生。
儘管相地電壓比電源電壓低 1.732 倍，但這種情況仍然很危險。受害人的情況可能會惡化：
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中性模式及其連接質量；
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導體介電層相對於地電位的電阻；
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鞋子的類型及其介電特性；
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受害者現場的土壤阻力；
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其他相關因素。
在這種情況下，電流 Ih 的值可以根據以下比率確定：
Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + R0)。
回想一下，人體電阻 Rh、鞋子 Rb、地板 Rp 和中性點 R0 的接地電阻均以歐姆為單位。
分母越小，電流越強。例如，如果員工穿著導電鞋，他的腳是濕的或者他的腳上有金屬釘，並且他也在金屬地板或潮濕的土壤上，那麼我們可以假設 Rb = Rp = 0。這保證了受害人生命的最壞情況。
Ih = Uph / (Rh + R0)。
對於 220 伏的相電壓，我們得到 Ih = 220/1000 = 0.22 A。或者致命電流為 220 mA。
現在讓我們計算一下工人使用防護設備時的選項：介電鞋（Rp = 45 kOhm）和絕緣底座（Rp = 100 kOhm）。
Ih = 220/(1000+ 45000 + 10000) = 0.0015 A。
它獲得了 1.5 mA 的安全電流值。
中性點隔離的三相網絡
電流源的中性點與地電位之間沒有直接的電流連接。相電壓施加在絕緣層Rot的電阻上，該電阻具有很高的值，在運行過程中受到控制並始終保持良好狀態。
通過人體的電流鏈取決於每個階段的這個值。如果我們考慮所有層的電流電阻，那麼它的值可以通過公式計算：Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + (Riz / 3))。
在最壞的情況下，當鞋子和地板的電導率達到最大時，表達式將採用以下形式：Ih = Uph / (Rh + (Rf / 3))。
如果我們考慮一個 220 伏的網絡，層絕緣為 90 kΩ，我們得到： Ih = 220 / (1000+ (90000/3)) = 0.007 A。這樣的 7 mA 電流會感覺很好，但不會導致致命傷。
請注意，在此示例中，我們有意省略了土壤和鞋子的阻力。如果我們將它們考慮在內，電流將降至安全值，大約為 0.0012 A 或 1.2 mA。
結論：
1.在採用隔離中性模式的系統中，更容易保證工作人員的安全。這直接取決於電線介電層的質量；
2、在相同情況下，觸及一相電位，中性點接地的電路比孤立的電路更危險。
中性點接地的三相網絡中單相觸頭的應急模式
讓我們考慮觸摸電氣設備的金屬主體的情況，如果處於相電勢的介電層的絕緣在其內部被破壞。當一個人接觸到這個身體時，電流將通過他們的身體流向地面，然後通過中性點流向電壓源。
等效電路如下圖所示。電阻 Rn 由設備產生的負載擁有。
絕緣電阻 Rot 與 R0 和 Rh 一起限制相間的接觸電流。它用比率表示：Ih = Uph / (Rh + Rot + Ro)。
在這種情況下，通常，即使在設計階段，為 R0 = 0 的情況選擇材料時，他們也試圖遵守條件：Rf>(Uph /Ihg)- Rh。
Ihg的值稱為不可察覺電流的閾值，是人感覺不到的值。
我們得出結論：所有帶電部件的介電層對地線的電阻決定了電氣裝置的安全程度。
出於這個原因，所有這些阻力都被標準化並從批准的表格中報告。出於同樣的目的，不是對絕緣電阻本身進行歸一化，而是對測試期間通過它們的漏電流進行歸一化。
步進電壓
在電氣裝置中，由於各種原因，相電位直接接觸接地迴路會發生事故。如果在架空電力線上，其中一根導線在各種類型的機械負載的影響下斷裂，那麼在這種情況下會發生類似的情況。
在這種情況下，電流會在導體與地面的接觸點產生，這會在接觸點周圍形成一個擴散區 - 一個表面出現電勢的區域。其值取決於合閘電流 Ic 和具體的土壤條件 r。
落在該區域範圍內的人會受到 Ush 腳張力的影響，如圖左半部分所示。擴散區的區域以沒有電勢的等高線為界。
階躍電壓值的計算公式為：Ush = Uz ∙ β1 ∙ β2。
它考慮了電流分佈點的相電壓 Uz，它由電壓分佈特性係數 β1 和鞋和腿的電阻 β2 的影響決定。 β1和β2的值在參考書上都有公佈。
通過受害者身體的電流值使用以下表達式計算：Ih =(U3 ∙ β1 ∙ β2)/Rh。
在圖的右側，在位置 2 中，受害者與導體的地電位接觸。它受手接觸點與地線電位差的影響，用觸摸電壓Upr表示。
在這種情況下，電流使用以下表達式計算：Ih = (Uph.z. ∙α)/Rh
分散係數 α 的值可以在 0 ÷ 1 範圍內變化，並考慮到影響 Upr 的特性。
在所考慮的情況下，與在電氣裝置正常運行期間與受害者進行單相接觸時相同的結論適用。
如果一個人在當前分散區之外，則他們處於安全區。