Анализ прикосновения человека к электрической сети

3.6 Анализ прикосновения человека к электрической сети

Для упрощения примем, что:

- сеть с малой емкостью (при этом сопротивление изоляции,  значительно меньше емкости сопротивления изоляции );

- сопротивление пола  и сопротивление обуви  равны нулю;

- сопротивление изоляции каждого провода относительно земли равны, т.е. .

Для однопроводной сети с заземленным полюсом («земля» используется в качестве второго провода) ток, протекающий при однополюсном прикосновении человека к неизолированному (токоведущему) проводу , можно определить по формуле (рисунок 3.2) .

В любом случае следует учитывать, что в каждый данный момент времени ток протекает от «плюса» до минуса источника напряжения по пути наименьшего сопротивления!

Для двухпроводной сети с изолированными от земли проводами (рисунок 3.3) имеем:

Рекомендуемые материалы

Рисунок 3.3

а) В случае двухполюсного прикосновения , т.е. ток опасный;

б) В случае однополюсного прикосновения при хорошем состоянии изоляции проводов (по нормам 500 кОм) человек находится под защитой                    , т.к. ;

в) В случае однополюсного прикосновения к проводу 1 и замыкании другого провода 2 на землю , т.е. в случае нарушении изоляции через человека будет протекать опасный ток. Такой режим называется аварийным.

Для двухпроводной сети с заземленным полюсом (рисунок 3.4) имеем:

Рисунок 3.4

а) В случае исправной нагрузки () ток неопасный, т.к.  , где   - потери  в проводе, В. По нормам ;

б) В случае короткого замыкания (к.з.) нагрузки (неверно отсоединяют потребитель от сети или неисправная нагрузка) ток становится опасным, т.к.                 , где .

Для трехфазной трехпроводной сети, соединенной «звездой», с изолированной нейтралью (рисунок 3.5) имеем:

Рисунок 3.5

а) эквивалентная схема соединения «звездой»,

где  – напряжение фазы, В (между «н» и «к»);

        – линейное напряжение, В (между «к» и «к»),

;

        н – начало каждой фазы;

        к – конец каждой фазы.

Соединение начал всех фаз в одну точку, называется нейтралью. Если нейтраль не имеет соединения (контакта с землей), то она называется изолированной.

б) в случае двухполюсного касания человека к фазным проводам () ток опасный, т.к.:          

                                               ;

в) в случае однополюсного присоединения к фазному проводу при хорошем состоянии изоляции человек находится под защитой изоляции и через него протекает неопасный ток:     

г) в случае однополюсного касания человека к проводу  и замыкании другой фазы, например , на землю ток становится значительным, определяется линейным напряжением, опасный для жизни человека:

.

Для трехфазной трехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью (рисунок 3.6) имеем:

Рисунок 3.6

а) в случае однополюсного прикосновения протекает опасный ток, равный:

,

который не зависит от состояния изоляции;

б) в случае однополюсного прикосновения к фазе  и замыкания фазы  на землю через человека протекает такой же ток, как и в предыдущем случае , т.к.  через человека не пойдет (). Этот ток меньше, чем в аналогичном случае в сети с изолированной нейтралью.

Вывод: во всех рассмотренных случаях для уменьшения тока, протекающего через человека, следует использовать средства индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, галоши, боты, подставки и т.д.) и (или) контролировать исправность изоляции.

« » называется сопротивлением рабочего заземления.

Рабочее заземление – это преднамеренное соединение токоведущей части источника (в данном случае нейтрали) с землей или ее эквивалентом для создания необходимого режима работы сети. Это физическая величина, определяемая сопротивлением в месте контакта нейтрали с землей. Величина  нормируется в зависимости от напряжения фазы (сети) (таблица 2.2).

Таблица 2.2

Наиболее часто используемой сетью на предприятиях связи является четырех проводная трехфазная с заземленной нейтралью и нулевым проводником. Схема подключения оборудования к такой сети с обеспечением электробезопасности обслуживающего персонала показана на рисунке 3.7.

На схеме: PEN – совмещенный нулевой проводник в электроустановках до 1000 В сочетает функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего проводника N.

Нулевой защитный проводник PE обеспечивает зануление корпусов (металлических) оборудования.

Нулевой рабочий проводник N обеспечивает необходимый режим питания электроустановки.

FU1,…,FU6 – предохранители (плавкие вставки).

 – повторное заземление нулевого проводника для обеспечения зануления   оборудования   в   случае   обрыва   нулевого   провода  и уменьшения

Рисунок 3.7

напряжения на корпусах оборудования при коротком замыкании фазы на корпус. Обычно , но не более 30 Ом.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - Поражающие факторы ядерного оружия.

№1, №2 – трехфазные электроустановки (потребители).

Для уменьшения опасности поражения электрическим током можно подсоединить зануленный корпус к заземлителю ().

Если используют нулевой защитный и нулевой рабочий проводник раздельно, то такая сеть называется пятипроводной ( рисунок 3.8).

Рисунок 3.8

Эти сети гармонизированы со стандартами Международной электротехнической комиссии.