如何根据不同配置的电网中电气装置的电流来评估人员受伤的风险？
了解电气装置中发生的过程使电力工程师能够安全地操作任何电压和电流类型的设备，以执行电气系统的维修工作和维护。
为了避免对电气装置造成电击，请参阅包含在 PUE, PTB 和 PTE — 由最优秀的专家根据对伴随电能运行的危险因素造成人员受伤的事故分析创建的主要文件。
使人接触电流的情况和原因
安全指导文件区分了三组解释工人触电的原因：
1. 有意、无意地接近带电部件，距离小于安全距离或接触带电部件；
2. 紧急情况的发生和发展；
3.违反手册中规定的现有电气装置工人行为规则的要求。
对人身伤害危险的评估包括通过计算确定通过受害者身体的电流大小。同时，当接触可能发生在电气装置的任意位置时，必须考虑许多情况。此外，施加在它们上的电压会因多种原因而变化，包括电路的条件和工作模式及其能量特性。
电流对人造成伤害的条件
为了让电流流过受害者的身体，有必要通过连接电路中至少两个具有电势差（电压）的点来创建电路。电气设备可能出现以下情况：
1、两相或两极异极（相）同时触及；
2. 单相或单极接触电路电势，当人与大地电势有直接电连接时；
3. 由于事故的发展，不小心与带电压的电气装置的导电元件发生接触；
4.在跨步电压作用下，同时腿部或身体其他部位所处的点之间产生电位差时发生的跌倒。
在这种情况下，受害者可能会与电气装置的载流部分发生电接触，PUE 将其视为接触：
1. 直接;
2. 或间接。
在第一种情况下，它是通过直接接触带电部件产生的，在第二种情况下，是在发生事故时，当危险电位通过它们时接触电路的非绝缘元件。
为了确定电气装置的安全运行条件并为其中的工人准备工作场所，有必要：
1. 分析可能创建电流通过服务人员身体的路径的案例；
2. 将其最大可能值与当前最低允许标准进行比较；
三、决定实施电气安全措施。
电气装置中人身伤害条件分析的特点
为了估计在具有直流或交流电压的网络中通过受害者身体的电流大小，使用以下类型的名称：
1.阻力：
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Rh——人体内；
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R0——用于接地装置；
Ris——相对于地球轮廓的绝缘层；
2.电流：
Ih——通过人体；
Iz——对地回路短路；
3.讲究；
Uc——恒流或单相交流电路；
ul——线性；
Uf——相位；
Upr——触摸；
耳朵-步骤。
在这种情况下，可以采用以下典型方案将受害者连接到网络中的电压电路：
1. 直流电：
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与接地电路隔离电位的导线触点的单极触点；
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电路电位与接地极的单极接触；
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双极接触；
2. 三相网络处；
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与潜在导体之一的单相接触（一般情况）；
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两相接触。
直流电路中的故障电路
单极人体接触，电势与地隔离
在电压Uc的影响下，电流Ih通过下导体、受害者身体（手臂-腿）和接地回路的电势顺序形成的回路，通过介质的双倍绝缘电阻。
单极人体接触接地极电位
在该电路中，通过将电阻 R0 接近于零且远低于受害者身体和外部环境绝缘层的电阻 R0 的电位导体连接到接地电路，情况会更加恶化。
所需电流的强弱大约等于市电电压与人体电阻的比值。
双极人与网络电位的接触
电源电压直接施加到受害者的身体上，通过他身体的电流仅受其自身可忽略不计的电阻的限制。
三相交流电路中的一般故障模式
在相电位和地面之间建立人体接触
基本上，电路的每一相之间都有一个电阻，并且会产生地电位和电容。电压源绕组的零点有一个广义电阻Zn，其值在电路的不同接地系统中是不同的。
计算各回路电导率和电流Ih通过相电压Uf的总值的公式如图所示。
两相之间形成人体接触
最大的价值和危险是通过电路的电流，它是在受害者身体与相导体的直接接触之间产生的。在这种情况下，部分电流可以沿着穿过地面和介质绝缘电阻的路径通过。
双相触摸的特点
在直流和三相交流电路中，两个不同电位之间的接触是最危险的。有了这个计划，一个人就会受到最大压力的影响。
在具有恒压电源的电路中，通过受害电流的电流由公式 Ih = Uc / Rh 计算得出。
在三相交流电网中，这个值是根据Ih=Ul/Rh=√3Uph/Rh的比值计算的。
鉴于人体的平均电阻为 1 千欧，我们计算在具有 220 伏恒定和交流电压的网络中出现的电流。
在第一种情况下，它将是：Ih = 220/1000 = 0.22A。这个 220 mA 的电流值足以让受害者在没有帮助的情况下发生痉挛性肌肉收缩，他无法再摆脱意外触摸的影响——保持电流。
在第二种情况下，Ih = (220·1.732)/1000= 0.38A。在这个 380 mA 的值下，存在致命的受伤风险。
我们还注意到，在交流电压的三相网络中，中性点的位置（可以与地隔离或反接短路）对电流Ih的值影响很小。它的主要份额不通过接地电路，而是在相电位之间。
如果一个人使用了保护设备来确保他与地球轮廓的可靠隔离，那么在这种情况下他们将毫无用处并且无济于事。
单相水龙头的特点
中性点牢固接地的三相网络
受害人接触其中一根相线并落入它与接地电路之间的电势差之下。这种情况最常发生。
尽管相地电压比电源电压低 1.732 倍，但这种情况仍然很危险。受害人的情况可能会恶化：
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中性模式及其连接质量；
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导体介电层相对于地电位的电阻；
-
鞋子的类型及其介电特性；
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受害者现场的土壤阻力；
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其他相关因素。
在这种情况下，电流 Ih 的值可以根据以下比率确定：
Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + R0)。
回想一下，人体电阻 Rh、鞋子 Rb、地板 Rp 和中性点 R0 的接地电阻均以欧姆为单位。
分母越小，电流越强。例如，如果员工穿着导电鞋，他的脚是湿的或者他的脚上有金属钉，并且他也在金属地板或潮湿的土壤上，那么我们可以假设 Rb = Rp = 0。这保证了受害人生命的最坏情况。
Ih = Uph / (Rh + R0)。
对于 220 伏的相电压，我们得到 Ih = 220/1000 = 0.22 A。或者致命电流为 220 mA。
现在让我们计算一下工人使用防护设备时的选项：介电鞋（Rp = 45 kOhm）和绝缘底座（Rp = 100 kOhm）。
Ih = 220/(1000+ 45000 + 10000) = 0.0015 A。
它获得了 1.5 mA 的安全电流值。
中性点隔离的三相网络
电流源的中性点与地电位之间没有直接的电流连接。相电压施加在绝缘层Rot的电阻上，该电阻具有很高的值，在运行过程中受到控制并始终保持良好状态。
通过人体的电流链取决于每个阶段的这个值。如果我们考虑所有层的电流电阻，那么它的值可以通过公式计算：Ih = Uph / (Rh + Rb + Rp + (Riz / 3))。
在最坏的情况下，当通过鞋子和地板创造最大导电性的条件时，表达式将采用以下形式：Ih = Uph / (Rh + (Rf / 3))。
如果我们考虑一个 220 伏的网络，层绝缘为 90 kΩ，我们得到： Ih = 220 / (1000+ (90000/3)) = 0.007 A。这样的 7 mA 电流会感觉很好，但不会导致致命伤。
请注意，在此示例中，我们有意省略了土壤和鞋子的阻力。如果我们将它们考虑在内，电流将降至安全值，大约为 0.0012 A 或 1.2 mA。
结论：
1.在采用隔离中性模式的系统中，更容易保证工作人员的安全。这直接取决于电线介电层的质量；
2、在相同情况下，触及一相电位，中性点接地的电路比孤立的电路更危险。
中性点接地的三相网络中单相触头的应急模式
让我们考虑触摸电气设备的金属主体的情况，如果处于相电势的介电层的绝缘在其内部被破坏。当一个人接触到这个身体时，电流将通过他们的身体流向地面，然后通过中性点流向电压源。
等效电路如下图所示。电阻 Rn 由设备产生的负载拥有。
绝缘电阻 Rot 与 R0 和 Rh 一起限制相间的接触电流。它用比率表示：Ih = Uph / (Rh + Rot + Ro)。
在这种情况下，通常，即使在设计阶段，为 R0 = 0 的情况选择材料时，他们也试图遵守条件：Rf>(Uph /Ihg)- Rh。
Ihg的值称为不可察觉电流的阈值，是人感觉不到的值。
我们得出结论：所有带电部件的介电层对地线的电阻决定了电气装置的安全程度。
出于这个原因，所有这些阻力都被标准化并从批准的表格中报告。出于同样的目的，不是对绝缘电阻本身进行归一化，而是对测试期间通过它们的漏电流进行归一化。
阶跃电压
在电气装置中，由于各种原因，相电位直接接触接地回路会发生事故。如果在架空电力线上，其中一根导线在各种类型的机械负载的影响下断裂，那么在这种情况下会发生类似的情况。
在这种情况下，电流会在导体与地面的接触点产生，这会在接触点周围形成一个扩散区 - 一个在其表面出现电势的区域。其值取决于合闸电流 Ic 和具体的土壤条件 r。
落在该区域范围内的人会受到 Ush 脚张力的影响，如图左半部分所示。扩散区的区域以没有电势的等高线为界。
阶跃电压值的计算公式为：Ush = Uz ∙ β1 ∙ β2。
它考虑了电流分布点的相电压 Uz，它由电压分布特性系数 β1 和鞋和腿的电阻 β2 的影响决定。 β1和β2的值在参考书上都有公布。
通过受害者身体的电流值使用以下表达式计算：Ih =(U3 ∙ β1 ∙ β2)/Rh。
在图的右侧，在位置 2 中，受害者与导体的地电位接触。它受手接触点与地线电位差的影响，用触摸电压Upr表示。
在这种情况下，电流使用以下表达式计算：Ih = (Uph.z. ∙α)/Rh
分散系数 α 的值可以在 0 ÷ 1 范围内变化，并考虑到影响 Upr 的特性。
在所考虑的情况下，与在电气装置正常运行期间与受害者进行单相接触时相同的结论适用。
如果一个人在当前分散区之外，则他们处于安全区。