Лабники кучкой (Комплект для сдачи зачета по БЖД)
Описание файла
Документ из архива "Комплект для сдачи зачета по БЖД", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "безопасность жизнедеятельности (бжд и гроб или обж)" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "к экзамену/зачёту", в предмете "безопасность жизнедеятельности (бжд)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Лабники кучкой"
Текст из документа "Лабники кучкой"
Анализ опасности поражения током в электрических сетях.
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) прямое прикосновение это электрический контакт людей с токоведущими частями, находящимися под напряжением.
Тяжесть поражения человека электрическим током определяется напряжением прикосновения, т. е. напряжением между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека. (ПУЭ, п.1.7.24)
Опасность прикосновения, оцениваемая током ( Ih ) , проходящим через тело человека, или напряжением прикосновения ( Uh ), зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, напряжения сети, а также сопротивлений изоляции и емкостей фазных проводников относительно земли. В данной работе исследуется включение человека между фазным проводником и землей.
Трехфазные сети напряжением до 1000 В выполняются с изолированной или глухозаземленной нейтралями (рис.1). В сети с глухозаземленной нейтралью – нейтраль источника питания – трансформатора или генератора присоединяется непосредственно к заземляющему устройству.
Рис.1 Трехфазные сети а) трехпроводная с изолированной нейтралью, б) четырехпроводная с глухозаземленной нейтралью, в) пятипроводная с глухозаземленной нейтралью |
Трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью выполняются в совокупности с нулевыми проводниками и могут быть четырех- и пятипроводными.
Для обозначения проводников, например, в электроустановках зданий используются следующие обозначения:
L1, L2, L3 - фазные проводники,
N – нулевой рабочий проводник,
PE – нулевой защитный проводник,
PEN – нулевой проводник, выполняющий функции рабочего и защитного проводников.
Современная классификация электроустановок, используемые термины и обозначения приведены в Приложении № 1 к данному сборнику лабораторных работ (для работ 2, 3, 4, 15).
В данной работе рассматриваются прямое прикосновение человека к фазным проводникам сетей с изолированной и глухозаземленной нейтралями при условии, что защитные меры от поражения электрическим током отсутствуют.
Опасность прикосновения человека к фазному проводнику сети определяется значением проходящего через него тока Ih.
В сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы (рис.2) и при равенстве между собой сопротивлений изоляции и емкостей фазных проводников относительно земли ток через человека, касающегося фазного проводника определяется выражением:
где – ток через человека в комплексной форме, А,
Uф - фазное напряжение, В,
Rh - сопротивление тела человека, Ом,
Z - комплексное сопротивление фазного проводника относительно земли, Ом.
Следует отметить, что в ряде случаев при определении тока через человека необходимо кроме сопротивления тела человека (Rh) учитывать сопротивление основания (Rосн) на котором он стоит. В этих случаях следует подставлять в расчетные формулы вместо Rh сумму сопротивлений Rh+Rосн.
Комплекс полного сопротивления Z, как величину обратную проводимости Y, можно записать в виде
где r - сопротивление изоляции проводников, Ом,
C – емкость проводников относительно земли, Ф,
f – частота переменного тока, Гц.
Рис.2 Прикосновение человека к фазному проводнику сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме.
(r1, r2, r3 – сопротивления изоляции фазных проводников; C1, C2, C3 – ёмкости фазных проводников относительно земли)
Рис.3 Прикосновение человека к фазному проводнику сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме:
а) прикосновение к исправному проводнику,
б) прикосновение к замкнувшемуся проводнику.
При равенстве сопротивлений изоляции и весьма малых значениях емкостей проводников относительно земли, т. е. при r1=r2=r3=r и С1=С2=С3=0, что может иметь место в воздушных линиях небольшой протяженности ток, проходящий через человека, будет определятся как:
При равенстве емкостей и весьма больших сопротивлениях изоляции фазных проводников относительно земли, т. е. при r1=r2=r3=r, С1=С2=С3=C и r>>xc, что может иметь место в кабельных линиях, ток через человека согласно (1) и (2) определяется из выражения:
где - емкостное сопротивление, Ом.
В сети с глухозаземленной нейтралью при нормальном режиме работы (рис. 4а) ток, проходящий через человека равен:
где - сопротивление заземлителя нейтрали, Ом.
Рис.4 Прикосновение человека к фазному проводнику четырех проводной сети с глухозаземленной нейтралью:
а) нормальный режим,
б) аварийный режим.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ) для сети 380/220 В наибольшее значение составляет 4 Ом, сопротивление же тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в (5) можно пренебречь значением . Из выражений (1) и (5) следует, что прикосновение к фазному проводнику сети с глухозаземленной нейтралью в нормальном режиме работы опаснее, чем прикосновение к проводнику сети с изолированной нейтралью, т.к. человек в этом случае попадает практически под фазное напряжение независимо от значений сопротивления изоляции и емкости проводников относительно земли.
В сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме работы, т.е. когда произошло замыкание на землю одного из фазных проводников при условии, что сопротивление в месте замыкания намного меньше сопротивления изоляции, выражение для тока через человека, коснувшегося незамкнувшегося на землю проводника (рис.3а) имеет вид:
rзм - сопротивление растеканию тока в месте замыкания проводника на землю, Ом.
Сопротивление изоляции сети, согласно ПУЭ, должно быть не менее 500 кОм. Поэтому rзм << r.
Если считать, что rзм<<Rh, например rзм<100 [Ом] и Rh=1 [кОм], то получим
т.е. человек окажется под линейным напряжением сети.
Если человек касается замкнувшего на землю проводника (рис 3,б), то ток через него намного меньше и определяется напряжением:
Ток Iз находим без учета сопротивления человека из выражения аналогичного (3):
В сети с глухозаземленной нейтралью при аварийном режиме (рис 4,б) ток через человека определяется напряжением фазных и нулевых проводников.
Определим ток Iз, считая что rзм<< Rh.
Тогда напряжение нейтрали и нулевого рабочего проводника
Напряжение замкнувшегося на землю фазного проводника 1
Рис.5 Векторная диаграмма для сети с глухозаземленной нейтралью при замыкании фазного проводника L1 на землю.
Напряжение на исправных фазных проводниках определим из векторной диаграммы (рис 5). Из треугольника 00'2 найдем:
Рассмотрим два крайних случая, используя формулу (12):
2) r0=0, тогда U0=0 и U2з=U3з=Uф
Таким образом при любых соотношениях между r0 и rз напряжения на исправных фазах будет определяться неравенством:
Зная напряжения на проводниках сети с глухозаземленной нейтралью можно определить ток через человека. Например, при прикосновении к исправным фазным проводникам.
Защитное заземление
Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством открытых проводящих частей электроустановок (например, корпусов электрооборудования), которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала и т.п.) в целях электробезопасности.
Замыкание на корпус - случайный электрический контакт между токоведущими частями и открытыми проводящими частями электроустановки, происходящий в результате повреждения изоляции.
Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и другим открытым проводящим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением.
Область применения защитного заземления - трехфазные трехпроводные сети до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.
Принцип действия защитного заземления - снижение напряжения между корпусом электроустановки, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения. Защитное заземление выполняется путем подсоединения корпуса электроустановки к заземляющему устройству, состоящему из искусственного или естественного заземлителей, выполненных из металла или других токопроводящих материалов и имеющим электрический контакт с грунтом.
Поясним это на примере сети до 1000 В с изолированной нейтралью. Если корпус электроустановки не заземлен и он оказался в контакте с фазным проводником, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно прикосновению к фазному проводнику (рис.1). В этом случае ток, проходящий через человека, будет определяться по формуле (в комплексной форме):