Воздействие тока на человека по схеме рука-нога

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Если человек, стоя на земле, касается одной рукой фазы (рис.7.1), через его тело происходит замыкание на землю, т. к. человек, касаясь провода, соединяет его с землей. Поэтому ток , проходящий через человека, можно представить как ток замыкания на землю 1₃, т. е.

(7.2)

Этот случай равноценен однофазному прикосновению к токоведущим частям.

7.2.3. Прикосновение к заземленным нетоковедущим частям,
оказавшимися под напряжением

Нетоковедущие части электроустановки, которые при нормальном режиме работы не находятся под напряжением (трансформаторы, выпрямители, корпуса электрооборудования и т. п.), могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции подводящих напряжение проводов.

Прикосновение к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, показано на рис. 7.2, а. Часть тока замыкания на землю проходит через тело человека, зависит от тока замыкания на землю; являясь функцией сопротивления заземления, сопротивления тела человека, сопротивление грунта, на котором стоит человек. В этом случае, ток проходящий через тело человека, можно оценить по следующей упрощенной зависимости:

, (7.3)

где – сопротивление растеканию тока, стоящего на полу (грунте).

, (7.4)

– удельное сопротивление грунта, на котором стоит человек, =0 – для металлического пола и =10⁴ Ом·м – для земляного пола.

Если человек касается незаземленного корпуса, оказавшегося под напряжением, то, как видно из рис. 7.2, б, через человека проходит весь ток замыкания на землю, определяется по формуле 7.2.

Рис.7.2. Схема прикосновения к корпусу, оказавшемуся под напряжением:

а – при исправном заземлении;

б – при отсутствии заземления.

При оценке опасности контакта человека с токоведущими частями введено понятие напряжения прикосновения, это напряжение, возникающее на всей цепи, куда входят сопротивления частей тела человека, обуви, пола или грунта, на котором стоит человек.

Напряжение прикосновения – напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

U_{пр =}I_чR_ч (7.5)

Напряжение прикосновения определяется как падение напряжения в сопротивлении тела человека.

Анализ опасности электрических сетей

Анализ опасности в электрических сетях сводится к определению силы тока, проходящего через тело человека, величина которого зависит от:

– схемы прикосновения человека в цепь тока;

– напряжения сети;

– схемы самой сети и режима ее нейтрали;

– величины сопротивления изоляции токоведущих частей относительно земли;

– величины емкости токоведущих частей относительно земли.

В зависимости от режима нейтрали сети и наличия нулевого провода различаются следующие трехфазные сети:

- четырехпроводные с изолированной нейтралью;

- трехпроводные с изолированной нейтралью;

- четырехпроводные с заземленной нейтралью;

- трехпроводные с заземленной нейтралью.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству.

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству через малое сопротивление.

“Правила устройства электроустановок" предусматривают применение при напряжении до 1000 В лишь двух из сетей: трехпроводной с изолированной нейтралью (рис. 7.3, а ) и четырехпроводной с глухозаземленной нейтралью (рис.7.3, б ).


а)	б)

Рис. 7.3. Схемы трехфазных электрических сетей

напряжением до 1000 В.

Каждая из указанных сетей характеризуется своими технико-экономическими, эксплуатационными показателями и различной степенью электробезопасности, которая оценивается величиной тока, проходящего через человека при прикосновении к одной из фаз.

Защитные меры в электроустановках

Защитное заземление

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических частей, которые могут оказаться под напряжением.

Металлические части электрооборудования могут оказаться под напряжением при пробое изоляции и замыкании фазы питания на корпус. Если корпус не имеет контакта с землей, то прикосновение к нему равносильно прикосновению к фазе. Если корпус заземлен, то на корпусе окажется напряжение, зависящее от сопротивления заземлителя.

U_з= I_зR_з, (7.6)

где I_з – ток замыкания на корпус;

R_з – сопротивление заземлителя.

Человек, касающийся этого корпуса, попадает под напряжение прикосновения.

U_пр = U_з · , (7.7)

где – коэффициент напряжения прикосновения.

Ток через человека при прикосновении к заземленным токоведущим частям, оказавшимся под напряжением, определяется выражением:

(7.8)

с учетом выражения (7.8) получим:

(7.9)

Коэффициент зависит от расстояния между точкой, на которой стоит человек, и заземлителем. Если человек стоит над землей выше заземлителей, = 0 и напряжение прикосновения и ток, проходящий через человека, равен нулю. Если человек стоит вне поля растекания (более 20 м от заземлителя), =1 и человек попадает под напряжение прикосновения, равное напряжению U₃ относительно земли.

Из выражения (7.9): чем меньше R₃, тем меньше величина тока, прошедшего через тело человека.

Значения сопротивления заземлителя R₃, в соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ), для установок с напряжением питания до 1000 В должно быть не более 4 Ом, свыше 1000 Вт – 10 Ом и также зависят от мощности установок и вида нейтрали.

Защитное зануление

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических частей, которые могут оказаться под напряжением. Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях до 1000 В с заземленной нейтралью.

При занулении корпус электрооборудования соединяют с нулевым роводом (рис. 7.4).

Зануление используется также при защитном отключении, превращая замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает автоматическая защита и отключается поврежденный участок сети. Кроме того, зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на землю.

Токовой защитой являются: плавкие предохранители, магнитные пускатели, автоматы с комбинированными расцепителями.

При замыкании на корпус при занулении ток короткого замыкания проходит через следующие участки цепи: обмотки трансформатора, фазный провод, нулевой провод и устройство токовой защиты.

Рис. 7.4. Принципиальная схема зануления

Величина тока короткого замыкания определяется фазным напряжением цепи короткого замыкания:

(7.10)

где U_ф – фазное напряжение, В;

Z_т – сопротивление обмоток трансформатора, Ом;

Z_п – сопротивление петли фаза – нуль, Ом.

Сопротивление обмоток трансформатора зависит от мощности трансформатора, напряжения и схемы соединения его обмоток.

Напряжение на корпус относительно земли при наличии зануления определяются по зависимости:

U_к = I_з R_п, (7.11)

где R_п – сопротивление заземления нулевого провода при занулении, Ом.

Ток замыкания на землю определяется из выражения:

(7.12)

где U_к – падение напряжения на корпусе токоприемника, равное падению напряжения на участке последовательно соединенных двух сопротивлений; R_о, R_п – сопротивление заземления нейтрали трансформатора.

R_о – сопротивление заземления нейтрали трансформатора (рис. 7.4.1).

Таким образом, повторное заземление нулевого провода в период замыкания фазы на корпус снижает напряжение относительно земли при занулении электрооборудования.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒