Степень опасности поражения электрическим током зависит в значительной мере от того, каким оказалось включение человека в электрическую цепь. Прикосновение (включение) к токоведущим элементам в трехфазных сетях может быть однофазным и двухфазным.

Однофазное включение — это прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.

Двухфазное включение — это одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением. При двухфазном включении (рис. 11.1, а) человек находится под линейным напряжением. Такое включение в электрическую цепь наиболее опасно. Силу тока /л, проходящего через тело человека, определяют по формуле

где Uл и Uф — соответственно линейное и фазное напряжение. В; Rh — сопротивление тела человека, Ом. Случаи двухфазного включения человека редки и являются, как правило, результатом нарушения правил техники безопасности

Однофазное включение происходит значительно чаще, но оно менее опасно, чем двухфазное. При однофазном включении в сеть с глухозаземленной нейтралью (рис. 11.1,6) через тело человека пройдет ток меньшей силы, потому что он окажется под действием фазного напряжения, который меньше линейного в sqrt(3) раз. При этом электрическая цепь тока, проходящего через человека, включает в себя, кроме сопротивления тела человека, сопротивление основания (пола), на котором стоит человек /?_п, сопротивление его обуви Rоб и сопротивление заземления нейтрали источника тока R0 Тогда

При однофазном включении в сеть с изолированной нейтралью (рис. 11.1, в) через тело человека пройдет ток еще меньшей силы, чем во втором случае, так как в сопротивление цепи входит не только сопротивление тела человека, основания, на котором он стоит, его обуви, но и сопротивление изоляции проводов относительно земли (Rиз). Чем лучше изоляция и больше ее сопротивление относительно земли, тем меньше ток, проходящий через человека. В этом случае при равных значениях сопротивления изоляции всех фаз относительно земли сила тока

В трехфазной сети с изолированной от земли нейтралью источника питания (генератор, трансформатор) и одинаковым сопротивлением изоляции всех трех фаз относительно земли имеет место симметрия напряжений фаз относительно земли (рис. 11.2), причем эти напряжения равны фазовым напряжениям источника питания.

В процессе эксплуатации электроустановок может возникнуть замыкание на землю (вследствие повреждения изоляции) через металлические корпуса электрических машин, аппаратов и контактирующие с ними корпуса производственного оборудования, которые оказываются под напряжением относительно земли. Если корпуса имеют связь с землей через специальное заземляющее устройство или через фундаменты и основания, то в этом случае в сети с изолированной нейтралью в месте замыкания проходит относительно небольшой ток, обусловленный большим сопротивлением изоляции исправных фаз. Установка продолжает работать, но корпуса электрооборудования оказываются длительное время под напряжением. Напряжение корпуса относительно земли, потенциал которой на расстоянии 20 м и более от места замыкания принимается равным нулю, равно

где I₃ — ток замыкания на землю; R₃ — сопротивление заземляющего устройства.

Человек, находящийся на земле или на полу в зоне стекания тока замыкания на землю и касающийся при этом корпусов оборудования, окажется под напряжением прикосновения. Человек, стоящий или проходящий в зоне стекания тока замыкания на землю, оказывается под напряжением шага. В обоих случаях возможно поражение человека электрическим током.

Напряжением шага называют напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

В случае прикосновения человека, стоящего на земле, к заземленному корпусу электрооборудования, оказавшемуся под напряжением в результате пробоя изоляции на корпус, напряжение прикосновения определится как разность потенциалов между руками фр и ногами ф_н

Потенциал руки, прикасающейся к корпусу, равен потенциалу корпуса относительно земли (Uз, т. е.

где Iз — ток замыкания на землю. А;

Rз — сопротивление заземляющего устройства, Ом. Если человек прикасается к заземленному оборудованию и стоит ногами непосредственно над заземлителем (рис. 11.3), то от одиночного заземлителя напряжение прикосновения увеличивается и достигает максимального значения на расстоянии 20 м от заземлителя, где ф_н=0.

Напряжение шага определяется как разность потенциалов отдельных точек земли или пола, под которой оказываются ноги человека в зоне растекания тока в земле:

где р — удельное сопротивление грунта, Ом-м; а — шаг человека (0,8 м);

х — расстояние от заземлителя до одной ноги, м.

Из формулы (11.8) и рис. 11.4 видно, что напряжение шага по мере удаления от точки замыкания электрической цепи на землю (одиночного заземлителя) уменьшается и на расстоянии около 20 м от нее практически равно нулю.

В случае падения провода на землю не допускается приближение к нему в радиусе 6—8 м от места замыкания на землю. Если необходимо приблизиться к месту замыкания, то следует надеть диэлектрические галоши или боты.