1. 본체의 회로 모델을 이용한 감전 계산
전기 시스템이 설계될 때,안전 평가에는 금속 또는 통전된 부품 또는 도체와의 인간 접촉의 영향에 대한 평가가 포함되어야 한다.
가능한 한 접지,절연 및 물리적 거리는 감전의 위험을 줄이거 나 제거해야합니다. 설계 중에 도체와의 접촉 효과는 인체의 전기 회로 모델을 사용하여 평가할 수 있습니다. 이러한 모델에 영향을 미치는 많은 요인 및 응용 프로그램 및 있을 수 있는 잠재적인 위험 수준에 따라 모델의 복잡성의 다양 한 정도 있을 것입니다. 이 섹션에서는 새로운 연구가 수행되고 더 진보 된 수학적 모델링 기술이 사용됨에 따라 여전히 진화하고 있는이 분야에 대한 소개를 제시합니다.
인체의 회로 모델은 피부 모델,팔다리 및 몸통을 기반으로 구성 될 수 있습니다. 그림 1 은 트렁크를 통해,손에서 발에 전기 접촉을 시뮬레이션하기 위해 이전의 예에서,1 센티미터^2 의 접촉 면적과 건조한 피부를 가정 결합 회로 모델을 보여줍니다. 도 2 는 건성 피부 예 본체의 회로 감소를 도시한다. 회로 감소는 다음 단계에서 수행됩니다:
1 단계. 중복 모델을 결합합니다. 피부 접촉에는 두 가지 동일한 영역이 있습니다. 피부 지역을 위해,저항은 시리즈에,따라서 있습니다….
직렬 커패시턴스는 역수에 의해 결합된다:
동일한 절차가 두 개의 동일한 사지에 사용된다.
단계 2. 병렬 회로를 직렬 회로로 변환하여 모든 저항성 및 용량 성 요소를 모든 요소에 대해 요약 할 수 있습니다…
건조한 피부를 가진 손과 발 전도의 그림 1 회로 모델.
건조한 피부와 인체 임피던스의 그림 2 회로 감소.
소자의 총 입장은 컨덕턴스 및 서셉 턴스로부터 계산된다.
이자형.1
…어디 및 입장은 임피던스로 변환됩니다. 2
임피던스는 두 개의 시리즈 요소로 나뉩니다.4
단계 3. 시리즈 요소가 합산됩니다.2 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계:1 단계: 병렬 등가 회로 또한 생성됩니다.
e.9
e.10
e11
이 평가는 전기 용량 효과를 최소한으로 수행될 수 있습니다.
모델을 사용할 수 있습니다 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위해 전기 충격이다. 9635>
이것은 집 배선이 부주의하게 만질 때”설렘”를 일으키는 무슨이입니다.
그림 3 은 젖은 피부를 가진 몸체의 회로 감소를 보여 주며,피부 저항이 0 인 것으로 가정하여 내부 신체 저항 유일한 요소를 만듭니다. 이 수준의 전류는 심실 세동 및 사망 가능성을 유발할 수 있습니다.
그림 3 젖은 피부에 의한 인체 임피던스의 회로 감소.
2. 인체의 주파수 응답
개발 된 회로 모델을 사용하여 인덕턴스를 저항과 직렬로 요소로 추가 할 수 있으며 다양한 주파수의 효과를 찾을 수 있습니다. 이전 예제를 계속,인덕턴스는 사지와 트렁크에 대한 발견되었다:
저항과 커패시턴스는 인덕턴스를 포함한 신체 부위의 등가 회로였다,그림 4 에 도시되어있다.
그림 4 신체 부위의 등가 회로.
주파수 함수로서의 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.12
트렁크의 경우,,및,및 공명이 존재하지 않습니다. 사지,,및,및 공명은 존재하지 않습니다. 공명이 존재하는 저항의 최대값은 이다…
18
19.
몸통,사지 용.
이러한 저항은 인체에 대한 일반적인 값보다 훨씬 낮습니다. 임피던스 크기 및 각도 플롯은 그림 5 및 6 에 나와 있습니다. 전력 주파수와 고조파로 구성된 킬로헤르츠 범위의 모든 주파수에 대해 저항이 사용해야 하는 유일한 회로 값입니다. 피부 임피던스를 고려할 때,피부는 직렬 저항과 함께 커패시턴스와 병렬로 저항으로 구성됩니다. 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있습니다…
임피던스 크기 및 각도 그림은 그림 7 및 8 에 나와 있습니다. 전력 주파수와 고조파로 구성된 킬로헤르츠 범위의 모든 주파수에 대해 저항이 사용해야 하는 유일한 회로 값입니다. 이 회로 극은 일반 전원 주파수 아래 잘 있다.
저항,커패시턴스 및 인덕턴스를 포함한 전체 몸체의 회로 모델을 구성 할 수 있습니다. 공진이 관련되어 있기 때문에 저항 요소에 사용되는 직렬 병렬 회로 감소 방법은 주파수 응답을 올바르게 모델링하지 않습니다.
따라서 등가 회로 모델을 합산하는 접근 방식이 사용됩니다.
그림 5 트렁크와 사지 주파수 플롯 대 임피던스.
그림 6 몸통과 사지에 대한 주파수 플롯 대 위상 각도.
그림 7 피부에 대한 주파수 플롯 대 임피던스.
그림 8 피부에 대한 주파수 플롯 대 위상 각도.22
커패시터와 병렬로 저항이 우회되기 때문에 고주파에 대한 총 몸체 임피던스는 피부 저항의 두 배이다.
저주파수에 대한 내부 몸체 임피던스는 피부 저항의 두 배이다.
저주파수에 대한 내부 몸체 임피던스는 피부 저항의 두 배이다.
저주파수에 대한 내부 몸체 임피던스는 피부 저항의 두 배이다.
이자형.25
그러나 이것은 이 모델에 포함되지 않은 피부 효과에 의해 상쇄되므로 고주파에서는 내부 신체 임피던스가 고려되지 않습니다. 결과는 그림 9 및 10 에 나와 있습니다. 26
고려중인 예를 들어,…
트렁크에 대한 시스템 극이 있습니다 이자형.27 고려되는 예,
그림 9 총 몸 임피던스 크기(지비)및 내부 몸 임피던스(지비)대 주파수. 이 폴은 18 킬로 헤르츠에서 네거티브 트렁크 폴입니다.
그림 10 전체 바디 임피던스 각도(지비)및 내부 바디 임피던스(지비)대 주파수. 이 폴은 18 킬로 헤르츠에서 네거티브 트렁크 폴입니다.