ATPDraw Simulation for Transient Phenomena Analysis of Electrical Shock Underwater

This paper describes the analysis of transient phenomena on the point that a human body suffers an electrical shock. A couple of case studies were discussed by using an ATPDraw simulation tool. Two models for the case studies were constructed on the assumption that the electrical shock event takes place under water to simulate the severest condition ; the first model that the human body contacts with an energized part exposed to water ; the second model that both hands and feet simultaneously contact with the ground under water. After modeling, the transient phenomena for the models were analyzed by comparing the voltages and currents calculated at each part of the human body. As a result steep front kicks in voltage and current were observed as transient phenomena on the point that the human body contacts with the energized part exposed to water in the first model and the magnitudes of the kicks considerably increased. It was considered however, the effect of the kicks due to the commercial power source on the human body could be neglected because the product of the current through the body and the short duration is less than the safety limit. When both hands and feet simultaneously contact with the ground in the second model, the voltage generally decreased all over the body parts, while the current flowing through the chest abruptly increased. The duration of this current was very shot, as well, thus its effect on the electrical shock is considered insignificant. After all, it was confirmed through the simulation results that the electrical shock depends on the magnitude in voltage and the body impedance.

수중 전격 과도현상 해석을 위한 ATPDraw 시뮬레이션

본 논문에서는 전자과도현상 해석 프로그램인 ATPDraw를 이용한 사례연구로써 인체에 전격이 가해지는 순간의 과도현상을 해석하였다. 사례연구를 위한 2가지 전격 모델은 최악의 환경을 조성하고자 수중에서 발생하는 것으로 가정하였으며, 첫째, 인체가 수중에서 전원설비의 노출 충전부에 접촉하였을 경우와 둘째, 인체의 수족이 수중에서 동시에 대지에 접촉하는 경우를 모델링하였다. 모델링 후 각 사례에 대해 인체의 각 부위에서의 계산된 전압, 전류를 비교하여 전격 순간의 과도현상을 해석하였다. 첫 번째 모델에 대한 해석 결과, 인체가 수중 노출충전부에 촉수시 순간적인 과도현상이 발생하며, 이때의 전압, 전류는 촉수 전후보다 현저히 증가되는 것을 확인하였다. 그러나 이 현상은 지속시간이 매우 짧아 통전전류와 시간의 적이 안전한계 이내임을 감안할 때, 수용가의 상용전압에서의 전격의 영향은 그다지 크지 않을 것으로 사료된다. 두 번째 모델에서는 인체의 수족이 대지에 동시에 접촉했을 경우, 접촉 순간 인체에 유기되는 전압의 크기는 전반적으로 감소되었으나, 가슴 부위를 통과하는 전류량이 급증하였다. 그러나 그 크기가 작고 지속시간이 짧아 인체에 미치는 전격의 영향은 미미할 것으로 사료된다. 결국 두 경우 모두 전압의 크기, 인체 임피던스에 따라 전격의 영향이 좌우될 것으로 판단된다.