Источники и причины поражения

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

Наведенный потенциал. Известно, что на концах проводника, помещенного в переменное электромагнитное поле, возникает разность потенциалов. Это физическое явление используется в процессах производства и потребления электроэнергии. Однако может возникать оно помимо воли человека в различных областях техники и сопровождаться специфическими опасными ситуациями.

Электрические заряды образуются на поверхности всех металлических предметов, находящихся в зоне высоковольтных линий электропередачи переменного тока. В результате прикосновений человека к такой поверхности через его тело проходит разрядный ток, который вызывает болезненные ощущения (и как следствие вторичные травмы), либо происходит искровой разряд, вызывающий ожог.

Известно, что с увеличением частоты электромагнитного поля наведенная ЭДС возрастает. Поэтому опасные потенциалы могут возникнуть на всех металлических предметах, находящихся в зоне действия радио- и радиолокационных антенн и других излучателей.

Заряды статического электричества. Образование зарядов статического электричества является результатом разделения и переноса зарядов на границе разнородных сред, перемещающихся относительно друг друга. Так, при трении диэлектрика о металл на поверхности диэлектрика образуется заряд, который вследствие малой электропроводности диэлектрика не исчезает немедленно. На металле возникает заряд противоположного знака, который распределяется по всей поверхности и возрастает по мере увеличения продолжительности процесса трения.

Простейшим примером процесса, при котором образуются заряды статического электричества, является перекачка топлива.

Напряжение между заряженной металлической поверхностью и землей будет , где - накопленный заряд статического электричества; С- емкость металлического предмета относительно земли.

Так как емкость С может быть пренебрежимо малой, то напряжение может достигать больших значений. При перекачке топлива (например, при заправке автомашин) оно может составлять 1, 5-4 кВ в зависимости от скорости прокачки. При таких разностях потенциалов может произойти искровой заряд между заряженной металлической поверхностью и заземленной металлической конструкцией, который при определенных условиях может привести к пожару или взрыву. Человек, коснувшийся заряженной поверхности, может быть поражен током разряда, следствием чего являются вторичные травмы и ожоги.

Электростатические заряды возникают во всех процессах, где присутствует трение. К таким процессам относятся: любое перемещение жидкостей (не только прокачка), например при морской качке судна, при перевозке баллонов с жидким газом; нанесение резинового клея на поверхность; шлифовка; обезжиривание поверхности; снятие лакокрасочных покрытий и т.п. Большую пожарную опасность представляет электризация пыли при трении её о воздух. Заряды возникают также при деформации изоляционных материалов.

Эффективным средством защиты является заземление всех металлических деталей, устройств и конструкций, находящихся вблизи мест образования и концентрации зарядов статического электричества. В тех случаях, когда невозможно выполнить заземление с помощью перемычек, используют токопроводящие жидкости.

Другим примером образования зарядов статистического электричества является трение синтетических тканей о кожу человека или разделение складок ткани при свободном покрое одежды. При работе монтажницы на ее теле может накапливаться заряд с электрическим потенциалом до 1, 5 кВ, несмотря на малую энергию заряда (так как мала емкость тела человека – не более 200 пФ).

Остаточный заряд.

Всякая сеть или устройство обладают емкостью относительно земли. Если сеть изолирована от земли и имеет высокое сопротивление изоляции, после снятия рабочего напряжения опасный потенциал на токоведущих частях (обусловленный остаточным зарядом емкости) может сохраняться в течение длительного времени.

При прикосновении человека к токоведущей части в этом случае возникает переходной процесс разряда емкости через его тело. Для однофазной сети ток поражения определяется выражением

где - остаточное напряжение на отключенном участке сети; - сопротивление тела человека; С- емкость полюса относительно земли; - емкость между полюсами сети.

Следовательно, максимальная сила тока поражения зависит от и , а длительность протекания электрического тока определяется величинами емкости.

Из приведенной формулы следует одно из основных правил техники безопасности: после отключения потребителя нельзя браться за токоведущие части, предварительно не разрядив емкости. Для разряда емкостей следует присоединить провод к заземленной конструкции (корпусу) и затем другим концом коснуться токоведущей части. Изменять указанную последовательность операций нельзя, так как при этом ток разряда пройдет через тело человека.

Основная опасность остаточного заряда – вторичные травмы.

Напряжение шага.

Напряжение шага возникает в береговых условиях в сетях с заземленной нейтралью при замыкании фазы на корпус потребителя электроэнергии, при обрыве проводов и замыкании их на землю, при замыкании проводов на заземленные металлические конструкции (например, на опоры линий передачи электроэнергии). Замыкания на корпуса потребителей электроэнергии непосредственной опасности для работающих не представляют, так как безопасность обеспечивается штатными защитными техническими мероприятиями (контурным заземлением в высоковольтных системах, занулением в сетях 380/220 В). Поэтому кратко рассмотрим опасности, связанные с замыканиями проводов на землю (или на заземленные металлические конструкции). В случае обрыва провода (рис. ) образуется контур тока замыкания на землю по цепи: источник электроэнергии (например, фаза ) – фазный провод – зона растекания электрического тока в земле в месте обрыва провода, имеющая сопротивление - зона растекания электрического тока в земле в месте заземления нейтрали источника электроэнергии с сопротивлением - заземляющий проводник ЗП – нейтраль источника электроэнергии 0. Так как сопротивление проводов несоизмеримо мало по сравнению с сопротивлением грунта, то фазное напряжение источника в контуре тока замыкания распределяется на сопротивлениях зон растекания и. нормировано: в сетях 380/220 В его значение не превышает 4 Ом, в высоковольтных сетях – не выше 0, 5 Ом. – величина случайная. Считают, что при контакте провода с асфальтом его значение составляет сотни Ом, при контакте с сырой землей – не превышает 30 Ом. Эти значения существенно больше. Поэтому в контуре тока замыкания напряжение в основном сосредотачивается в зоне растекания тока в земле вблизи места обрыва провода, т.е. электрические потенциалы находятся в соотношении. Сопротивление току замыкания в зоне растеканий тока в земле убывает по мере удаления от места замыкания, так как увеличивается поперечное сечение зоны растекания. В соответствии с этим изменяется и падение напряжения в грунте. Считают, что на расстоянии 20 м от места замыкания электрический потенциал грунта снижается до нуля. Таким образом, вблизи места обрыва провода возникает следующий процесс изменения электрического потенциала на поверхности земли: в месте контакта провода с землей потенциал равен, затем по мере удаления от места контакта он убывает по гиперболе и на расстоянии 20 м от места замыкания достигает нулевого значения.

Когда человек оказывается в такой зоне растекания тока (например, на расстоянии x от места замыкания), его ноги оказываются под электрическими потенциалами разных значений. Напряжением шага и называется разность потенциалов и двух точек на поверхности земли в зоне растекания тока, которые находятся одна от другой на расстоянии а=0, 8 м (длина шага человека) и на которых одновременно стоит человек. увеличивается по мере приближения к месту замыкания. Его значение также зависит от напряжения сети. Так, в сети с вазовым напряжением 3 кВ напряжение шага может превышать 300 В. В соответствии с § 1.1 под таким напряжением в теле человека возникает опасный для его жизни человеческий ток. Если при судорожной реакции ног человек падает, то значение приложенного к нему напряжения возрастает. (Так как части тела касаются более удаленных точек поверхности земли, размер а увеличивается.)

Рис. 9. Схема замещения и графики распределения электрического потенциала.

ГОСТ 12. 1. 009 – 76 напряжением шага называет напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Поэтому следует считать, что напряжение шага может возникнуть не только в зонах растекания тока. Известны случай поражения людей электрическим током в троллейбусе, когда незаземленный корпус троллейбуса находился под напряжением вследствие повреждения кабеля питания.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒