 |
Условия поражения человека электрическим током
|
|
|
|
Анализ опасности электроустановок сводится к определению значения тока, который протекает через тело человека при различных возможных вариантах попадания его под напряжение.
Электрические сети бывают постоянного и переменного токов. Сети переменного тока бывают однофазные и многофазные. Наиболее
263
ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Раздел 3
распространенные — трехфазные сети переменного тока. По режиму нейтрали трансформатора или генератора трехфазные сети могут быть с изолированной или глухозаземленой нейтралью. Изолированной называют нейтраль, изолированную от заземляющего устройства или присоединенную к нему через аппараты с большим сопротивлением (трансформаторы напряжения, компенсационные катушки). Глухозаземленной называют нейтраль, присоединенную к заземляющему устройству непосредственно или через аппараты с малым сопротивлением (трансформаторы тока).
Опасность сетей однофазного тока. Однофазные сети и сети постоянного тока могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку (табл. 3.4).
Анализ приведенных формул в табл. 3.4 свидетельствует о том, что наиболее опасным является двухполюсное прикосновение при любом режиме нейтрали относительно земли, поскольку в этом случае ток, который протекает через тело человека, определяется только сопротивлением его тела. Менее опасным является прикосновение к проводу изолированной сети при нормальном режиме работы.
Опасность трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью. Проводники электрических сетей относительно земли имеют емкость и активное сопротивление — сопротивление растекания, равное сопротивлению изоляции и пути тока на землю. В общем эти емкости и сопротивления растекания разные. С целью упрощения анализа допускаем, что они равны, тоесть С^С^С^С и rll=rh=i'c=r-
|
|
|
Таким образом, при прикосновении к одному из фазных проводов сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме сила тока проходящего через человека, зависит от сопротивления потерь и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю значительно повышает опасность однофазного прикосновения, поскольку в этом случае человек оказывается под напряжением, близким к линейному. Более опасным является двухфазное прикосновение.
Опасность трехфазных электрических сетей с глухозаземленной нейтралью (табл. 3.5). Трехфазные электрические сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей. Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению.
Таким образом, прикосновение к исправной фазе при замыкании второй фазы на землю более опасно, чем прикосновение к фазе в нормальном режиме работы трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, а наиболее опасным является двухфазное прикосновение.
264
| га | ||||||||||||||||
| н | ||||||||||||||||
| З" | ||||||||||||||||
| и | ||||||||||||||||
| га га | + | |||||||||||||||
| о. х | О | Г) || | it | 1- ^ | ||||||||||||
| § 3 | со | ^ (1 | of v | of | ос | |||||||||||
| щ g | 1 С" | v^ II | ||||||||||||||
| §° | t^ О-, | ЧЕЛ | ||||||||||||||
| 3 х | Фор | PS | ||||||||||||||
| o> К | ||||||||||||||||
| ш н | ||||||||||||||||
| о o> | ||||||||||||||||
| »8 | ||||||||||||||||
| фон ЭЬ 0. | га X QJ -Q | |||||||||||||||
| ходящег ику в од | m н О <L> | |||||||||||||||
|
|
|
265
| П р о д ( | > л ж е н и е табл | и ц ы ЗА | |||
| Прикосновение к одному из проводов сети с заземленной | ь | ||||
| средней точкой | |||||
| ЧСЛ ( | |||||
| 7 Им---' | |||||
| Прикосновение к двум полюсам | |||||
| земли | С | и ЧЕЛ | |||
|
|
|
О r>
О
Со
й; 51
СП
Обозначения: U — напряжение. В; R,IEJI — сопротивление тела человека, Ом; г — токи утечки проводов, А; R„ — сопротивление заземления полюса, Ом; RK — сопротивление короткого замыкания; R — сопротивление' заземления средней точки, Ом.
Формулы для расчета тока, проходящего через человека, в трехфазных электрических сетях
Таблица 3.5
Характеристика сети
Схема включения человека в электрическую сеть
Формула для расчета силы тока
С изолированной нейтралью
|
| I___ rw^ |
Прикосновение к одному из фазных проводов (однофазное прикосновение)
при С =-0
|
Прикосновение к двум фазам исправной сети
г _ Л//'/
Прикосновение к исправной фазе неисправной сети
1___ /^ѵч-
ї
при R<<R4EJI и
І _ Лін
' ЧЕЛ *
СО
ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Раздел 3
О S
ѵ ѵ
о?
и
v
Анализ различных случаев прикосновения человека к проводам трехфазных электрических сетей показывает следующее:
— менее опасным является однофазное прикосновение к проводу
исправной сети с изолированной нейтралью;
— при замыкании одной из фаз на землю опасность однофазного
прикосновения к исправной фазе больше, чем в исправной сети при
любом режиме нейтрали;
— наиболее опасным является двухфазное прикосновение при
любом режиме нейтрали.
Напряжение прикосновения — это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Численно оно равно разнице потенциалов корпуса q>к и точек земли, на которых находятся ноги человека (рис. 3.13), то есть
| 1іР X -X, ---------- 2л X |
или
/,р 1
<Рк -V,, = —--------- Г
In \Х, X) 2
(3.2)
U г,
(3.3)
|
•В-
•е-
^ S
С
а, у С -Ѳ-
Рис. 3.13. Напряжение прикосновения при единичном заземлителе:
I — потенциальная кривая; II — кривая, которая характеризует изменение напряжения
прикосновения UІІР при изменении расстояния от заземлителя х
|
|
|
ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Раздел 3
Величину а называют коэффициентом напряжения прикосновения. В пределах зоны растекания тока a<1, а за границами этой зоны a = 1.
Напряжение прикосновения растет с увеличением расстояния от заземлителя, и за границами зоны растекания тока оно равно напряжению на корпусе оборудования.
Ток, который протекает через человека
Ѵ£7 ~ п ~ (3.4)
ЧЕЛ
Шаговое напряжение — это напряжение между двумя точками цепи тока, которые находятся друг от друга на расстоянии шага и на которых одновременно стоит человек. Численно шаговое напряжение равно разнице потенциалов точек, на которых находятся ноги человека (рис. 3.14).
Аналогично напряжению прикосновения
(3.7)
где ß — коэффициент шагового напряжения, который зависит от вида заземлителя, расстояния от заземлителя и длины шага (чем ближе к заземлителю и чем больше шаг, тем больше величина ß)\
| (3.8) |
ах х(х-та)
Напряжение прикосновения максимально около заземлителя и уменьшается с отдалением от заземлителя. Вне границ поля растекания оно равно нолю. Шаговое напряжение также растет с увеличением длины шага.
Ток, обусловленный шаговым напряжением
Рис. 3.14. Шаговое напряжение
При расположении одной ноги человека на расстоянии х от заземлителя и ширине шага а (в практических расчетах а = 0,8 м)
| 2jr;r(.v+ |
| 2jt \х x |
| или |
(3.5) (3.6)
х+а)
U
_ и
| (3.9) |
R
Условия поражения человека напряжением прикосновения и шаговым напряжением разные, поскольку ток протекает различными путями. При напряжении прикосновения — через грудную клетку, а при шаговом напряжении — по нижней петле. Значительное шаговое напряжение вызывает судороги в ногах, человек падает, потом цепь тока замыкается вдоль всего тела человека.
3.4.8. СИСТЕМЫ СРЕДСТВ И МЕРОПРИЯТИЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Применяемые в электроустановках защитные меры условно можно разделить на две группы: те, которые обеспечивают безопасность при нормальном режиме работы электроустановок и те, которые обеспечивают безопасность при аварийном режиме работы.
|
|
|
