2020.05.13 Лекция № 13 Электробезопасность (1175815), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

При продолжительности воздействия электрического тока более 1 секунды значения, приведенные в таблице, соответствуют отпускающим (переманным) и неболевым (постоянным) токам.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок не должны превышать значений, указанных в таблице 3.

Причины, приводящие к поражению электрическим током

1. Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

2. Появление напряжения на металлических нетоковедущих частях электрооборудования в результате пробоя изоляции или других причин;

3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях при проведении ремонтных работ, вследствие ошибочного включения установки.

4. Возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.

Анализ опасности поражения током в электрических сетях

Опасность поражения человека электрическим током возможна при замыкании им электрической сети или, иначе говоря, при прикосновении человека не менее чем в двух точках цепи, между которыми существует напряжение. Риск поражения зависит от:

1. напряжение сети;

2. схемы сети и режима её нейтрали;

3. схемы включения человека в сеть и его сопротивления;

4. степени изоляции токоведущих частей от земли;

5. ёмкости токоведущих частей относительно сети.

Схемы сети и режима её нейтрали

Схема электрической сети бывает двух типов:

1. Трёхфазная, трёхпроводная с изолированной нейтралью.

2. Трёхфазная, четырёхпроводная с глухозаземлённой нейтралью.

Изолированной называется нейтраль источника электрической энергии сети, не имеющая электрического соединения с землёй.

Заземленной называется нейтраль, присоединенная к заземляющему устройству через малое сопротивление.

Нейтраль – это общая, нулевая точка соединение проводника в трехфазных трансформаторах или генераторах.

Включение человека в электрическую сеть

Наиболее характерными являются две схемы включения человека в электрическую сеть:

1. Двухфазное включение, т.е. прикосновение человека одновременно к двум проводам (фазам). Двухфазное включение является наиболее опасным, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное. Двухфазное включение не зависит от схемы электрической сети, а зависит только от сопротивления человека.

2. Однофазное включение характеризуется прикосновением к одной фазе, что происходит значительно чаще и является менее опасным, чем двухфазное, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше ток, проходящий через человека. Кроме того, на величину этого тока влияют режим нейтрали, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление обуви, пола и др. факторы.

Сопротивление изоляции и ёмкость проводов относительно земли

Между электрической системой и землей всегда существует электрическая связь через сопротивление изоляции проводников и ёмкость проводников относительно земли.

Сопротивление изоляции относительно земли — один из главнейших параметров проводов. Величина сопротивления изоляции, зависящая от её качества и состояния в процессе эксплуатации, непременно приводящих к появлению утечек тока, определяет степень этих утечек.

Провода, по которым течет электрический ток, и земля образуют своеобразный конденсатор, обладающий определенной емкостью. Здесь мы имеем две токопроводящие среды, изолированные друг от друга и находящиеся под разными потенциалами: потенциал проводника, равный фазному напряжению, и потенциал земли, равный нулю.

Схема электрической сети с изолированной нейтралью а) и глухозаземленной нейтралью б):

r – сопротивление изоляции провода, Ом; c – ёмкость провода, Ф;

r_o – сопротивление заземления нейтрали, Ом.

Двухфазное включение

При двухфазном включении к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное и поэтому через тело человека пойдет большой ток, величина которого будет равна:

- ток, протекающий через тело человека, А;

- сопротивление человека, Ом;

- линейное напряжение сети, т.е. напряжение между фазными

проводами сети, В;

- фазное напряжение, т.е. напряжение между началом и концом одной

обмотки источника тока (трансформатора, генератора).

Двухфазное включение является одинаково опасным в сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралью. Опасность не уменьшится, даже если человек изолирует себя от земли. Никакие калоши и резиновые боты не помогут, что видно из вышеприведенного рисунка.

Однофазное включение в трёхфазную трёхпроводную сеть с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы сети

В сетях с изолированной нейтралью условия электробезопасности определяются сопротивлениями изоляции и емкостью относительно земли. Ток, проходящий через тело человека:

- сопротивление изоляции провода, Ом;

- ёмкость провода, Ф;

- угловая частота, рад/с.

Рассмотрим два крайних случая.

1. Если ёмкость проводов относительно земли мала, т.е. , что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, то ток через человека равен:

1. Если же ёмкость велика, а проводимость изоляции незначительна, т.е. , что обычно имеет место в кабельных сетях, то сила тока через человека будет равна:

Таким образом, в сетях с изолированной нейтралью, обладающих малой ёмкостью, опасность прикосновения зависит от сопротивления изоляции проводов.

В сетях с большой ёмкостью роль сопротивления изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утрачивается.

Однофазное включение в трёхфазную четырёхпроводную сеть с глухозаземлённой нейтралью при нормальном режиме работы сети

В трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью проводимость изоляции и емкостная проводимость проводов относительно земли малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали, поэтому при определении тока, проходящего через человека, ими можно пренебречь. Сила тока, проходящего через человека, будет равна:

Как правило, , т.е. можно считать:

Таким образом, прикосновение к фазе сети с заземленной нейтралью более опасно, чем к фазе сети с изолированной нейтралью.

Однофазное прикосновение может происходить не только к фазе сети, работающей в нормальном режиме, но также и к сети находящейся в аварийном режиме.

Однофазное включение в трёхфазную трёхпроводную сеть с изолированной нейтралью при аварийном режиме

В трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме работы сети, т.е. когда возникло замыкание одной из фаз на землю через малое сопротивление r_зм сила тока (А), проходящего через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, будет равна:

Напряжение прикосновения при этом будет равно:

Если принять, что , или по крайней мере считать, что , то:

,

т.е. человек оказывается под действием линейного напряжения.

В действительности , поэтому напряжение прикосновения будет значительно большего фазного и несколько меньше линейного. Этот случай во много раз опаснее прикосновения к той же фазе сети при нормальном режиме работы, принимая во внимание, что .

Однофазное включение в трёхфазную четырёхпроводную сеть с глухозаземлённой нейтралью при аварийном режиме

При аварийном режиме, когда одна из фаз трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью замкнута на землю через относительно малое сопротивление силу тока, проходящего через человека, касающегося исправной фазы, определяют по формуле.

При этом, напряжение прикосновения будет равно:

Рассмотрим два характерных случая:

1. Если сопротивление замыкания провода на землю принять , то полученное уравнение примет вид Следовательно человек находится под линейным напряжением сети.

2. Если принять , то т.е. напряжение, под которым окажется человек, будет равно фазовому напряжению.

На практике сопротивления и всегда больше нуля. Поэтому напряжение прикосновения всегда меньше линейного, но больше фазного, т.е.

Когда возникает вопрос о предпочтении одной из двух схем, то принимаются во внимание два фактора: технологические требования и условия безопасности.

По технологическим требования предпочтение чаще отдается четырехпроводной сети, поскольку она дает возможность использовать два рабочих напряжения: линейное и фазное.

С точки зрения безопасности следует отметить, что при нормальном режиме более безопасной является сеть с изолированной нейтралью. В аварийной ситуации безопаснее является сеть с глухозаземленной нейтралью.

Характеристики

Список файлов лекций