Analýza podmienok elektrickej bezpečnosti

Analýza podmienok elektrickej bezpečnosti spočíva v určení veľkosti prúdu prechádzajúceho ľudským telom (I h) pre konkrétny prípad.

Porovnaním hodnôt prúdu cez ľudské telo získaných výpočtom s hodnotou podmienečne bezpečného prúdu (10 mA) sa dospelo k záveru o nebezpečenstve tohto prípadu. Ak veľkosť prúdu cez ľudské telo prekročí veľkosť podmienečne bezpečného prúdu, prípad sa považuje za nebezpečný. Ak nie, nie je to nebezpečné. Pretože osoba vo väčšine prípadov používa sieť do 1000 V a tieto siete majú spravidla krátku dĺžku, kapacita fázových vodičov voči zemi sa môže zanedbať za predpokladu, že izolačný odpor vodičov (R out ) vzhľadom na Zem je čisto aktívny.

Množstvo prúdu prechádzajúceho ľudským telom môžete určiť takto:

I h \u003d U pr / R h

Zložitosť výpočtu spočíva v nájdení dotykového napätia (U pr). Na nájdenie tejto hodnoty sa uchýlia k nasledujúcej technike: určia cestu prúdu cez ľudské telo, z ktorej nájdu zdroj napätia a odporu, ktorým prúd preteká.

Najcharakteristickejšie sú dve schémy pripojenia: medzi dvoma drôtmi a medzi jedným drôtom a zemou.

Aplikované na siete striedavý prúd prvý obvod sa zvyčajne nazýva dvojfázové spínanie a druhý jednofázový.

9.1.1. Dvojfázové spínanie

Dvojfázové spínanie je spravidla nebezpečnejšie, pretože najvyššie napätie v tejto sieti je aplikované na ľudské telo - lineárne, a preto cez ľudské telo preteká veľký prúd (obrázok 9.1.).

Obrázok 9.1. Dvojfázové zaradenie osoby do siete.

kde, I h - prúd cez ľudské telo

U pr - dotykové napätie

Pre sieť 380/220

Prúd nebezpečný pre ľudský život

9.1.2. Jednofázový spínač.

Jednofázové spínanie sa vyskytuje oveľa častejšie, ale je menej nebezpečné, pretože. napätie, pod ktorým sa človek ocitne, nepresahuje fázové napätie. Okrem toho je hodnota prúdu cez ľudské telo ovplyvnená aj neutrálnym režimom zdroja prúdu, odporom izolácie vodičov voči zemi, odporom podlahy, na ktorej osoba stojí, odporom. obuvi danej osoby a ďalších faktorov.

9.1.2.1. jednofázová sieť.

Obrázok 9.3. Schéma prepínania

Obrázok 9.4. ekvivalentný obvod

Prúd cez ľudské telo možno nájsť ako:

Z výrazu môžeme usúdiť:

1. Čím väčší je izolačný odpor voči zemi, tým menšie je nebezpečenstvo jednofázového dotyku vodiča

2. Osoba dotýkajúca sa drôtu s vysokým izolačným odporom je nebezpečnejšia, pretože. dotykové napätie bude väčšie.

9.1 1.2. Trojfázová trojvodičová sieť s izolovaným neutrálom:

Zvážte dva sieťové režimy:

a) Normálny režim prevádzky (izolačný odpor má veľkú (normalizovanú) hodnotu.

Obrázok 9.5. Jednofázové pripojenie do 3-fázovej siete

s izolovaným neutrálom

Ak sú izolačné odpory rovnaké, R z 1 = R z 2 = R z 3, množstvo prúdu prechádzajúceho ľudským telom je určené výrazom

V takýchto sieťach nebezpečenstvo pre osobu, ktorá sa dotkne drôtu, v normálnom stave siete závisí od izolačného odporu. Čím je väčšia, tým je nebezpečenstvo menšie. Preto je veľmi dôležité zabezpečiť v takýchto sieťach vysoký izolačný odpor a sledovať jeho stav pre včasné zistenie a odstránenie porúch.

Podľa PES by izolačný odpor vodičov voči zemi v inštaláciách do 1000V nemal byť menší ako 500k.

b) V núdzovom režime - skrat jednej z fáz k zemi cez malý odpor obvodu - R zm. (Obrázok 9.6.)

Obrázok 9.6 Núdzový režim siete

Zvyčajne Rzm leží v rozsahu od 50 do 200 ohmov.

Prúd cez ľudské telo, ako v normálnom režime, bude tiež prechádzať cez izolačný odpor vodičov voči zemi, ale jeho hodnota bude oveľa menšia ako prúd pretekajúci malým odporom obvodu. Preto možno veľkosť prúdu pretekajúceho izolačným odporom zanedbať a možno predpokladať, že prúd preteká len odporom obvodu a ľudským telom.

Je to veľmi nebezpečné.

9.1.2.3. Trojfázová trojvodičová sieť s pevne uzemneným neutrálom:

Uzemnený je neutrál transformátora alebo generátora pripojeného k uzemňovaciemu zariadeniu priamo alebo cez nízky odpor (napríklad prúdový transformátor).

a) Normálna prevádzka

Obrázok 9.7.

Neutrálny uzemňovací odpor R® je normalizovaný v závislosti od maximálneho sieťového napätia.

Pri U l \u003d 660 V, R o \u003d 2 Ohm, pri U l \u003d 380 V, R o \u003d 4 Ohm, pri U l \u003d 220 V, R o \u003d 8 Ohm

Prúd pretekajúci ľudským telom a izolačný odpor vodičov možno zanedbať v porovnaní s prúdom pretekajúcim ľudským telom a nízkym neutrálnym zemným odporom. Hodnota tohto prúdu je určená výrazom:

Z výrazu je zrejmé, že v sieti s pevne uzemneným neutrálom počas obdobia normálnej prevádzky siete je dotyk jedného z vodičov nebezpečnejší ako dotyk vodiča normálne fungujúcej siete s izolovaným neutrálom.

b) V núdzovej prevádzke - keď je jedna z fáz siete uzavretá voči zemi cez malý odpor R zm (obrázok 9.8.).

Obrázok 9.8.

Ak analyzujeme tento prípad, môžeme vyvodiť tieto závery:

2. Ak vezmeme R približne rovné 0, potom bude osoba pod fázovým napätím.

V reálnych podmienkach sú Rzm a Ro vždy väčšie ako nula, preto sa osoba, ktorá sa dotkne drôtu v núdzovom režime siete, dostane pod napätie menšie ako lineárne, ale viac ako fáza.

II . ELEKTRICKÁ BEZPEČNOSŤ

3. Analýza elektrickej bezpečnosti rôznych elektrické siete

Dôsledok elektrického šoku pre človeka, určený prúdom pretekajúcim ľudským telom ja h a dotykové napätie U h , výrazne závisí od typu siete zásobujúcej odberateľov elektriny a jej parametrov, vrátane:

• sieťové napätie a frekvencia;
• sieťový neutrálny režim;
• schémy na začlenenie osoby do elektrického obvodu;
• izolačný odpor fázových vodičov siete voči zemi;
• kapacita fázových vodičov siete vzhľadom na zem;
• Sieťový mód.

Typické schémy zapojenia osoby do elektrického obvodu

Existujú rôzne „schémy na zahrnutie“ osoby do elektrickej siete prúdový obvod(typické „schémy zapnutia“ sú znázornené na obrázku 3.5 s použitím IT siete ako príkladu):

Ryža. 3.5. Typické schémy zapojenia osoby do elektrického obvodu

dvojfázový kontakt (priamy) - súčasný kontakt s dvoma fázovými vodičmi prevádzkovej elektrickej inštalácie (poz. 1 na obr. 3.5.);

jednofázový kontakt (priamy) - kontakt s vodičom jednej fázy existujúcej elektrickej inštalácie (poz. 2 na obr. 3.5.);

nepriamy kontakt s otvorenými vodivými časťami, ktoré sú pod napätím v dôsledku poškodenia izolácie (dotýkajú sa krytu spotrebiča elektriny s poškodenou izoláciou) (poz. 3 na obr. 3.5.).

Pri analýze elektrickej bezpečnosti rôznych sietí sa zvyčajne berú do úvahy prvé dve situácie.O dvojfázový dotyk prúd prechádzajúci ľudským telom a dotykové napätie sú určené vzorcami:

(3.1.)

U - efektívna hodnota fázového napätia siete;G h - vodivosť ľudského tela.

Z výrazov (3.1.) a (

3.2. ) z toho vyplýva s dvojfázovým dotykom sa človek dostane pod sieťové napätie siete bez ohľadu na typ siete, neutrálny režim, režim prevádzky siete, vodivosť fázových vodičovY L1 , Y L2 , Y L3vzhľadom na zem. Takáto schéma zapojenia osoby do elektrického obvodu je veľkým nebezpečenstvom.

Prípady dvojfázového kontaktu sú pomerne zriedkavé a sú zvyčajne výsledkom práce pod napätím v elektrických inštaláciách do 1 kV, čo je porušením pravidiel a pokynov na vykonávanie práce.

Ryža. 3.6. Zovšeobecnená schéma pre analýzu trojfázových sietí

(3.3)

(3.4)

Y L1, Y L2, Y L3, Y PEN , Y 0 -celkové vodivosti fázy aPEN- drôty vzhľadom na Zem a neutrálnu zem v komplexnej forme:

Zaradenie osoby do elektrickej siete môže byť jednofázové a dvojfázové. Jednofázové spínanie je spojenie osoby medzi jednou z fáz siete a zemou. Sila úderného prúdu v tomto prípade závisí od režimu neutrálnej siete, odporu osoby, obuvi, podlahy, fázovej izolácie voči zemi. Jednofázové spínanie sa vyskytuje oveľa častejšie a často spôsobuje úrazy elektrickým prúdom v sieťach akéhokoľvek napätia. Pri dvojfázovom spínaní sa človek dotkne dvoch fáz elektrickej siete. Pri dvojfázovom zapnutí prúd pretekajúci telom ( úderný prúd), závisí len od sieťového napätia a odporu ľudského tela a nezávisí od neutrálneho režimu sieťového napájacieho transformátora. Elektrické siete sú rozdelené na jednofázové a trojfázové. Jednofázová sieť môže byť izolovaná od zeme alebo môže mať uzemňovací vodič. Na obr. 1 na obrázku možné možnosti pripojenie osoby k jednofázovým sieťam.

Ak sa teda osoba dotkne jednej z fáz trojfázovej štvorvodičovej siete s neuzemneným neutrálom, potom bude prakticky pod fázovým napätím (R3≤ RC) a prúd prechádzajúci osobou počas normálnej prevádzky sieť sa prakticky nezmení zmenou izolačného odporu a kapacitných vodičov voči zemi.

Vplyv elektrického prúdu na ľudské telo

Elektrický prúd, ktorý prechádza telom, má tepelný, elektrolytický a biologický účinok.

tepelné pôsobenie sa prejavuje popálením kože alebo vnútorných orgánov.

Pri elektrolytickom pôsobení dochádza v dôsledku prechodu prúdu k rozkladu (elektrolýze) krvi a inej organickej tekutiny, sprevádzanej deštrukciou erytrocytov a metabolickými poruchami.

Biologický účinok sa prejavuje podráždením a excitáciou živých tkanív tela, ktoré je sprevádzané spontánnou kŕčovou kontrakciou svalov vrátane srdca a pľúc.

Existujú dva hlavné typy elektrického šoku:

§ úraz elektrickým prúdom,

§ úrazy elektrickým prúdom.

Elektrické šoky možno rozdeliť zhruba do štyroch úrovní:

1. konvulzívne svalové kontrakcie bez straty vedomia;

2. so stratou vedomia, ale so zachovaním dýchania a funkcie srdca;

3. strata vedomia a zhoršená srdcová činnosť alebo dýchanie (alebo oboje);

4. klinická smrť, t.j. nedostatok dýchania a krvného obehu.

Klinická smrť je prechodné obdobie medzi životom a smrťou, začína od okamihu, keď sa zastaví činnosť srdca a pľúc. Osoba, ktorá je v stave klinickej smrti, nejaví žiadne známky života: nemá dýchanie, tlkot srdca, reakcie na bolesť; Očné zreničky sú rozšírené a nereagujú na svetlo. Malo by sa však pamätať na to, že v tomto prípade môže byť telo stále oživené, ak sa mu správne a včas poskytne pomoc. Trvanie klinickej smrti môže byť 5-8 minút. Ak pomoc nie je poskytnutá včas, nastáva biologická (skutočná) smrť.

Výsledok zásahu elektrickým prúdom pre človeka závisí od mnohých faktorov. Najdôležitejšie z nich sú veľkosť a trvanie prúdu, druh a frekvencia prúdu a jednotlivé vlastnosti telesa.

Stanovenie odporu šírenia prúdu jednotlivých uzemňovacích elektród a postup výpočtu ochrannej uzemňovacej slučky pre stacionárne technologické vybavenie(GOST 12.1.030-81. SSBT. Ochranné uzemnenie, uzemnenie)

Realizácia uzemňovacích zariadení. Existujú umelé uzemňovacie elektródy určené výlučne na účely uzemnenia a prírodné vodivé časti tretích strán, ktoré sú v elektrickom kontakte so zemou priamo alebo prostredníctvom medziľahlého vodivého média používaného na účely uzemnenia.

Pre umelé uzemňovacie elektródy sa zvyčajne používajú vertikálne a horizontálne elektródy.

Ako prirodzené uzemňovacie vodiče možno použiť: vodné a iné kovové potrubia uložené v zemi (s výnimkou potrubí horľavých kvapalín, horľavých alebo výbušných plynov); plášťové rúry artézskych studní, studní, jám atď.; kovové a železobetónové konštrukcie budov a konštrukcií, ktoré majú spojenie so zemou; olovené plášte káblov uložených v zemi; štetovnice hydraulických konštrukcií a pod.

Výpočet ochranného uzemnenia má za cieľ určiť hlavné parametre uzemnenia - počet, rozmery a poradie umiestnenia jednotlivých uzemňovacích vodičov a uzemňovacích vodičov, pri ktorých dotykové a krokové napätie pri fázovom uzatváraní do uzemneného puzdra nepresiahne prípustné hodnoty. .

Na výpočet uzemnenia sú potrebné nasledujúce informácie:

1) charakteristiky elektrickej inštalácie - typ inštalácie, typy hlavných zariadení, prevádzkové napätia, spôsoby uzemnenia neutrálov transformátorov a generátorov atď.;

2) plán elektrickej inštalácie s uvedením hlavných rozmerov a umiestnenia zariadenia;

3) tvary a veľkosti elektród, z ktorých sa plánuje zostaviť navrhnutý skupinový systém uzemňovacích elektród, ako aj odhadovaná hĺbka ich ponorenia do zeme;

4) údaje o meraní odporu pôdy v oblasti, kde má byť vybudovaný systém uzemňovacích elektród, a informácie o poveternostných (klimatických) podmienkach, za ktorých boli tieto merania vykonané, ako aj o charakteristikách klimatickej zóny. Ak sa predpokladá, že zem je dvojvrstvová, potom je potrebné vykonať merania rezistivity oboch vrstiev zeme a hrúbky hornej vrstvy;

5) údaje o prirodzených uzemňovacích vodičoch: aké konštrukcie možno na tento účel použiť a odolnosť proti ich prúdovému šíreniu, získané priamym meraním. Ak z nejakého dôvodu nie je možné zmerať odpor prirodzeného uzemňovacieho vodiča, je potrebné poskytnúť informácie na určenie tohto odporu výpočtom;

6) Menovitý zemný prúd. Ak je prúd neznámy, vypočíta sa obvyklými metódami;

7) vypočítané hodnoty prípustné napätia dotyk (a krok) a trvanie ochrany, ak je výpočet založený na napätí dotyku (a kroku).

Výpočet uzemnenia sa zvyčajne vykonáva pre prípady, keď je uzemňovacia elektróda umiestnená v homogénnej zemi. V posledných rokoch sa rozvinul a začal uplatňovať inžinierske metódy výpočet uzemňovacích vodičov vo viacvrstvovej pôde.

Pri výpočte uzemňovacích vodičov v homogénnej pôde sa berie do úvahy odpor hornej vrstvy zeme (vrstva sezónnych zmien) v dôsledku zamrznutia alebo vysušenia pôdy. Výpočet sa vykonáva metódou založenou na použití faktorov využitia vodivosti uzemňovacej elektródy a preto sa nazýva metóda faktora využitia. Vykonáva sa s jednoduchými aj zložitými konštrukciami skupinových uzemňovacích elektród.

Pri výpočte uzemňovacích vodičov vo viacvrstvovej zemi sa zvyčajne berie dvojvrstvový model uzemnenia so špecifickými odpormi hornej a dolnej vrstvy r1 a r2 a hrúbkou (výkonom) hornej vrstvy h1. Výpočet sa robí metódou založenou na zohľadnení potenciálov indukovaných na elektródach, ktoré sú súčasťou skupinovej uzemňovacej elektródy, a preto sa nazýva metóda indukovaných potenciálov. Výpočet uzemňovacích vodičov vo viacvrstvovej zemi je náročnejší. Poskytuje však presnejšie výsledky. Je vhodné ho použiť pri zložitých návrhoch skupinového uzemnenia, ktoré sa zvyčajne uskutočňujú v elektrických inštaláciách s účinne uzemneným neutrálom, t.j. v inštaláciách s napätím 110 kV a vyšším.

Pri výpočte uzemňovacieho zariadenia akýmkoľvek spôsobom je potrebné určiť preň požadovaný odpor.

Stanovenie požadovaného odporu uzemňovacieho zariadenia sa vykonáva v súlade s PUE.

Pre inštalácie s napätím do 1 kV musí odpor uzemňovacieho zariadenia použitého na ochranné uzemnenie exponovaných vodivých častí v systéme typu IT spĺňať podmienku:

kde Rz je odpor uzemňovacieho zariadenia, ohm; Upr.adm - dotykové napätie, ktorého hodnota sa predpokladá na 50 V; Iz je celkový zemný poruchový prúd, A.

Spravidla nie je potrebné akceptovať hodnotu odporu uzemňovacieho zariadenia menšiu ako 4 ohmy. Odpor uzemňovacieho zariadenia do 10 Ohm je povolený, ak je splnená vyššie uvedená podmienka a výkon transformátorov a generátorov napájajúcich sieť nepresahuje 100 kVA vrátane celkového výkonu paralelne pracujúcich transformátorov a (alebo) generátorov.

Pri inštaláciách s napätím nad 1 kV nad 1 kV musí odpor uzemňovacieho zariadenia zodpovedať:

0,5 ohm s účinne uzemneným neutrálom (t. j. s vysokými zemnými poruchovými prúdmi);

250 / Iz, ale nie viac ako 10 ohmov s izolovaným neutrálom (t. j. pri nízkych zemných poruchových prúdoch) a za predpokladu, že uzemňovač sa používa iba pre elektrické inštalácie s napätím nad 1000 V.

V týchto výrazoch je Iz menovitý zemný poruchový prúd.

Počas prevádzky môže dôjsť k zvýšeniu odporu proti šíreniu prúdu uzemňovacieho vodiča nad vypočítanú hodnotu, preto je potrebné pravidelne kontrolovať hodnotu odporu uzemňovacieho vodiča.

Pozemná slučka

Zemná slučka je klasicky skupina vertikálnych elektród malej hĺbky spojených vodorovným vodičom, namontovaných v blízkosti objektu v relatívne malej vzájomnej vzdialenosti od seba.

Ako uzemňovacie elektródy v takomto uzemňovacom zariadení sa tradične používal oceľový uholník alebo výstuž v dĺžke 3 metre, ktoré sa zabíjali do zeme perlíkom.

Ako spojovací vodič bol použitý oceľový pás 4x40 mm, ktorý bol uložený do vopred pripravenej priekopy hlbokej 0,5–0,7 metra. Vodič bol pripojený k namontovaným zemniacim elektródam elektrickým alebo plynovým zváraním.

Aby sa ušetrilo miesto, pozemná slučka je zvyčajne „zložená“ okolo budovy pozdĺž stien (po obvode). Ak sa pozriete na túto uzemňovaciu elektródu zhora, môžete povedať, že elektródy sú namontované pozdĺž obrysu budovy (odtiaľ názov).

Zemná slučka je teda uzemňovacia elektróda pozostávajúca z niekoľkých elektród (skupina elektród) navzájom spojených a namontovaných okolo budovy pozdĺž jej obrysu.

Analýza nebezpečenstva úrazu elektrickým prúdom v rôznych sieťach

Porážka osoby elektrickým prúdom je možná iba jej priamym kontaktom s bodmi elektrickej inštalácie, medzi ktorými je napätie, alebo s bodom, ktorého potenciál sa líši od potenciálu zeme. Analýza nebezpečenstva takéhoto dotyku, odhadovaná na základe hodnoty prúdu prechádzajúceho osobou alebo napätia dotyku, závisí od mnohých faktorov: schéma pripojenia osoby k elektrickej sieti, jej napätie, neutrálny režim, izolácia častí pod prúdom, ich kapacitná zložka atď.

Pri štúdiu príčin úrazu elektrickým prúdom je potrebné rozlišovať medzi priamym kontaktom so živými časťami elektrických inštalácií a nepriamym kontaktom. Prvý sa spravidla vyskytuje v prípade hrubého porušenia pravidiel prevádzky elektrických inštalácií (PTE a PTB), druhý - v dôsledku núdzových situácií, napríklad pri poruche izolácie.

Schémy na zahrnutie osoby do elektrického obvodu môžu byť rôzne. Najbežnejšie sú však dva: medzi dvoma rôznymi vodičmi - dvojfázové pripojenie a medzi jedným vodičom alebo telesom elektrickej inštalácie, ktorého jedna fáza je prerušená, a zemou - jednofázové pripojenie.

Štatistiky ukazujú, že k najväčšiemu počtu úrazov elektrickým prúdom dochádza pri jednofázovom spínaní a väčšina z nich sa vyskytuje v sieťach s napätím 380/220 V. Dvojfázové spínanie je nebezpečnejšie, keďže v tomto prípade je človek pod lineárnym napätím , pričom prúd prechádzajúci cez osobu bude (v A)

kde Ul - lineárne napätie, t.j. napätie medzi fázovými vodičmi, V; Uph - fázové napätie, t.j. napätie medzi začiatkom a koncom jedného vinutia (alebo medzi fázou a neutrálny vodič), AT.

Ako je možné vidieť na obr. 8.1, nebezpečenstvo dvojfázového spínania nezávisí od neutrálneho režimu. Neutrál je bod pripojenia vinutí transformátora alebo generátora, ktorý nie je pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu alebo je k nemu pripojený prostredníctvom zariadení s vysokým odporom (sieť s izolovaným neutrálom), alebo priamo pripojený k uzemňovaciemu zariadeniu - sieť s pevne uzemnený neutrál.

Pri dvojfázovom pripojení sa prúd prechádzajúci ľudským telom nezníži, keď je osoba izolovaná od zeme pomocou dielektrických galošov, topánok, koberčekov, podláh.

Pri jednofázovom zaradení osoby do siete je sila prúdu do značnej miery určená neutrálnym režimom. V posudzovanom prípade bude prúd prechádzajúci cez osobu (v A)

, (8.3)

kde w je frekvencia; C - fázová kapacita vzhľadom na zem

Ryža. 8.1. Začlenenie osoby do trojfázovej siete s izolovaným neutrálom:
a - dvojfázové zaradenie; b - jednofázové zaradenie; Ra, Rt, Rc - elektrický odpor fázovej izolácie voči zemi. Ohm; Ca, Cb, Cs - kapacita vodičov voči zemi, prúdy F, Ia, Ib, IC tečúce do zeme cez fázový izolačný odpor (zvodové prúdy)

Na zjednodušenie vzorca sa predpokladá, že Ra = Rb = Rc = Riz a Ca = Cb = Cc = C.

Vo výrobných podmienkach sa izolácia fáz, vyrobených z dielektrických materiálov a majúcich konečnú hodnotu, mení pre každú fázu inak počas starnutia, vlhkosti, pokrytia prachom. Výpočet bezpečných podmienok, ktorý je značne komplikovaný, sa preto musí vykonať s prihliadnutím na skutočné hodnoty odporu R a kapacít C pre každú fázu. Ak je kapacita fáz vzhľadom na zem malá, t.j. Ca \u003d Cb \u003d Cc \u003d 0 (napríklad vo vzduchových sieťach malej dĺžky), potom

Ich \u003d Up / (Rch + Riz / 3), (8,4)

Ak je kapacita veľká (Ca = Cb = Cc sa nerovná 0) a Riz je veľká (napr. káblové vedenia), potom sila prúdu pretekajúceho ľudským telom bude určená iba kapacitnou zložkou:

, (8.5)

kde Xc \u003d 1 / wС - kapacita, Ohm.

Z vyššie uvedených výrazov je zrejmé, že v sieťach s izolovaným neutrálom je nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom pre človeka tým menšie, čím nižšia je kapacita a čím vyššia je aktívna zložka fázových vodičov vzhľadom na zem. Preto je v takýchto sieťach veľmi dôležité neustále sledovať Riz, aby sa identifikovali a odstránili škody.

Ryža. 8.2. Začlenenie osoby do trojfázovej siete s izolovaným neutrálom v núdzovom režime. Vysvetlivky v texte

Ak je kapacitná zložka veľká, potom vysoký fázový izolačný odpor neposkytuje potrebnú ochranu.

V prípade núdze (obr. 8.2), keď je jedna z fáz skratovaná k zemi, prúd prechádzajúci osobou bude rovnaký (v A)

Ak pripustíme, že Rzm = 0 alebo Rzm<< Rч (что бывает в реальных аварийных условиях), то, исходя из приведенного выражения, человек окажется под линейным напряжением, т. е. попадет под двухфазное включение. Однако чаще всего R3M не равно 0, поэтому человек будет находиться под напряжением, меньшим Uл, но большим Uф, при условии, что Rиз/3 >> Rzm.

Zemný skrat tiež výrazne mení napätie prúdovodných častí elektroinštalácie voči zemi a uzemneným stavebným konštrukciám. Zemná porucha je vždy sprevádzaná šírením prúdu v zemi, čo zase vedie k novému typu zranenia človeka, a to k dotykovému napätiu a skokovému napätiu. Takéto uzavretie môže byť náhodné alebo úmyselné. V druhom prípade sa vodič v kontakte so zemou nazýva uzemňovacia elektróda alebo elektróda.

V objeme zeme, kadiaľ prúd prechádza, vzniká takzvané """pole (zóna) šírenia prúdu". Teoreticky sa rozprestiera do nekonečna, avšak v reálnych podmienkach sa už vo vzdialenosti 20 m od uzemňovacej elektródy hustota a potenciál šíriaceho prúdu prakticky rovná nule.

Charakter krivky šírenia potenciálu v podstate závisí od tvaru uzemňovacej elektródy. Takže pre jednu pologuľovú uzemňovaciu elektródu sa potenciál na zemskom povrchu bude meniť podľa hyperbolického zákona (obr. 8.3).

Ryža. 8.3. Rozloženie potenciálu na zemskom povrchu okolo pologuľovej uzemňovacej elektródy (f - zmena potenciálu zemnej elektródy na zemskom povrchu; fz - maximálny potenciál zemnej elektródy pri zemnom poruchovom prúde I3; r - polomer uzemňovacej elektródy)

Ryža. 8.4. Kontaktné napätie s jednou uzemňovacou elektródou (f3 - celkový odpor pôdy voči prúdu šíriacemu sa z uzemňovacej elektródy):
1 - potenciálna krivka; 2 - krivka charakterizujúca zmenu Upr ako vzdialenosť od uzemňovacej elektródy; 3 - fázový rozpad na tele

V závislosti od polohy osoby v zóne rozmetania a jej kontaktu s elektrickou inštaláciou b, ktorej telo je uzemnené a pod napätím, môže byť osoba pod napätím dotyk Upr(obr. 8.4), definovaný ako potenciálny rozdiel medzi bodom elektrickej inštalácie, ktorého sa osoba f3 dotýka, a bodom zeme, na ktorej stojí - fosn (vo V)

Upr \u003d f3 - fosn \u003d f3 (1 - fosn / f3), (8,7)

kde výraz (1 - fosn/f3) = a1 je koeficient dotykového napätia charakterizujúci tvar krivky potenciálu.

Z obr. 8.4 je zrejmé, že kontaktné napätie bude maximálne, keď je osoba vzdialená 20 m alebo viac od uzemňovacej elektródy (elektrická inštalácia c) a numericky sa rovná potenciálu uzemňovacej elektródy Upr \u003d f3, zatiaľ čo a1 \ u003d I. Ak osoba stojí priamo nad uzemňovacou elektródou (elektrická inštalácia a), potom Unp = 0 a a1 = 0. Toto je najbezpečnejší prípad.

Výraz (8.7) nám umožňuje vypočítať Unp bez zohľadnenia dodatočných odporov v obvode človek-zem, t.j. bez zohľadnenia odporu topánok, odporu nosnej plochy nôh a odporu podlahy. Toto všetko je zohľadnené koeficientom a2, preto v reálnych podmienkach bude hodnota dotykového napätia ešte menšia.

Názov knihy Ďalšia strana >>

§ 3. Nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom pre osobu.

Schéma jednofázového začlenenia osoby do siete trojfázového prúdu s uzemneným neutrálom.

K úrazu elektrickým prúdom dochádza, keď je elektrický obvod uzavretý cez ľudské telo. Stáva sa to vtedy, keď sa človek dotkne aspoň dvoch bodov elektrického obvodu, medzi ktorými je nejaké napätie. Zahrnutie osoby do okruhu sa môže vyskytnúť podľa niekoľkých schém: medzi drôtom a zemou, nazývané jednofázové začlenenie; medzi dvoma vodičmi - dvojfázové spínanie. Tieto schémy sú najtypickejšie pre trojfázové siete striedavého prúdu. Je tiež možné pripojiť dva vodiče a uzemnenie súčasne; medzi dvoma bodmi Zeme s rôznymi potenciálmi atď.

Jednofázové zaradenie osoby do siete je priamy kontakt osoby s časťami elektrickej inštalácie alebo zariadenia, ktoré sú normálne alebo náhodne pod napätím. V tomto prípade sa stupeň nebezpečenstva poškodenia bude líšiť v závislosti od toho, či má elektrická sieť uzemnený alebo izolovaný neutrál, ako aj v závislosti od kvality izolácie sieťových vodičov, jej dĺžky, režimu prevádzky a počtu iných parametrov.

Pri jednofázovom pripojení k sieti s uzemneným neutrálom sa človek dostane pod fázové napätie, ktoré je 1,73-krát menšie ako lineárne, a je vystavený prúdu, ktorého hodnota je určená hodnotou fázového napätia inštalácie a odporu ľudského tela (obr. 69). Dodatočný ochranný účinok poskytuje izolácia podlahy, na ktorej osoba stojí, a topánky.

Ryža. 69. Schéma jednofázového začlenenia osoby do siete trojfázového prúdu s uzemneným neutrálom

Teda v štvorvodičovom trojfázová sieť s uzemneným neutrálom prúdový obvod prechádzajúci človekom zahŕňa odpor jeho tela, ako aj odpor podlahy, obuvi a uzemnenie neutrálu zdroja prúdu (transformátor a pod.). V tomto prípade veľkosť prúdu

kde U l - lineárne napätie, V; Rt je odpor ľudského tela, Ohm; R p - odpor podlahy, na ktorej sa osoba nachádza, Ohm; R asi - odpor topánok osoby, Ohm; R 0 - neutrálny odpor uzemnenia, Ohm.

Ako príklad zvážte dva prípady jednofázového začlenenia osoby do trojfázovej štvorvodičovej elektrickej siete s uzemneným neutrálom pri U l \u003d 380 V.

Prípad s nepriaznivými podmienkami. Osoba, ktorá sa dotkla jednej fázy, je na vlhkej zemi alebo vodivej (kovovej) podlahe, má vlhké topánky alebo kovové klince. V súlade s tým akceptujeme odpor: ľudské telo R t \u003d 1000 Ohm, pôda alebo podlaha R p \u003d 0; topánky R približne \u003d 0.

Neutrálny odpor uzemnenia R 0 = 4 ohmy sa neberie do úvahy kvôli jeho nevýznamnej hodnote. Ľudským telom prechádza prúd

byť životu nebezpečný.

Priaznivý prípad. Osoba je na suchej drevenej podlahe s odporom R n = 60 000 ohmov, na nohách má suché nevodivé (gumené) topánky s odporom R vol \u003d 50 000 ohmov. Potom ľudským telom prejde prúd

čo je pre človeka dlhodobo prijateľné.

Suché podlahy a gumená obuv majú navyše výrazne vyššiu odolnosť v porovnaní s hodnotami akceptovanými pre výpočet.

Tieto príklady ukazujú veľký význam izolačné vlastnosti podlahy a obuvi na zaistenie bezpečnosti osôb pracujúcich v podmienkach možného kontaktu s elektrickým prúdom.