Материал:

Коэффициент a1 зависит от расстояния между точкой, на которой стоит человек, и заземлением. Если человек стоит над заземлителем (х = хг), тогда a1 = 0, напряжение прикосновения и ток через человека также равны нулю. Человек, который стоит на земле вне поля растекания (х> 20 м), попадает под напряжение прикосновения, равной напряжению относительно земли (если не принимать во внимание коэффициент a2).

Напряжение шага. Человек, который находится в поле растекания заземлителя, оказывается под напряжением шага, если ее ноги - в точках с разными потенциалами. На рис.4.13 показано распределение потенциалов в поле растекания одиночного заземлителя. Напряжение прикосновения определяется как разность потенциалов между точками А и Б:

Поскольку точка А удалена от заземления на расстояние х, потенциал ее данным уравнения 4.10 при полушаровой заземлителей составит

Точка Б отстоит от заземления дальше, чем точка А, на размер шага человека а поэтому расстояние между заземлением и точкой Б равна х + а, а отсюда потенциал точки Б определяется как

Отсюда напряжение шага

или

Из уравнения 4.10 имеем:

и поэтому напряжение шага

Уравнение 4.37 можно записать как

где β1 - коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой.

Для полушаровой заземления этот коэффициент составит:

Для заземлителей другой формы, и особенно для грунтовых, уравнение для определения коэффициента рх будет сложнее. Значение его приведены в приложении И.

Напряжение шага, как и напряжение прикосновения, зависит от сопротивления опорной поверхности ног и сопротивления обуви. Влияние этих сопротивлений учитывается коэффициентом

Очевидно, дополнительное сопротивление в кругу человека, попавшего под напряжение шага (рис. 4.13), отличается от дополнительных сопротивлений в кругу человека, попавшего под напряжение прикосновения. Так, сопротивление опорной поверхности ног

Сопротивление обувь при напряжении шага также в 4 раза больше подобного сопротивления при напряжении прикосновения. Поэтому можно предположить, что β2 - α 2/4.

Окончательно по аналогии с напряжением прикосновения напряжение шага будет такой:

Ток через человека, попавшего под напряжение шага, определяется, как и для напряжения прикосновения:

Уравнение 4.43 и является зависимостью протекания тока через человека, попавшего под напряжение шага, от тока замыкания на землю: Ih = φ (С)

Коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой β1 зависит от формы и конфигурации заземления и положение относительно заземления той точки, в которой он определяется. Чем ближе к заземлителю, тем больше β1. И если человек стоит над заземлителем, β1 принимает максимальное значение. Человек, который находится вне поля растекания заземлителя (на земле х -> ¥), совсем не попадает под напряжение шага, поскольку β1 = 0, и U к = 0 Напряжение шага может быть равна нулю, если обе ноги человека располагаются на эквипотенциальных линии.

Следует отметить, что зависимость напряжения шага от расстояния до заземления противоположной зависимости для напряжения прикосновения, которая растет с увеличением расстояния. Если сравнить коэффициенты α1 и β1, которые учитывают форму потенциальной кривой (для полушаровой заземления), то максимальное значение β1 будет меньше такого же значения α 1. Наибольший коэффициент напряжения прикосновения при х -> ¥ равен единице. Наибольшее напряжение шага наблюдается вблизи заземлителя, особенно если человек стоит одной ногой над заземлителем в точке с потенциалом, равным Uз = 0, а второй - на расстоянии шага от заземления, при этом х = Хзи

Таким образом, без учета дополнительных сопротивлений в кругу человека, максимальное напряжение шага меньше, чем напряжение прикосновения. Если принять во внимание, что больше α1 <β1, то напряжение шага оказывается значительно меньше напряжения прикосновения.

Кроме того, протекание тока по нисходящей петли "нога - нога" безопаснее, чем петля "рука - рука". Однако замечено немало случаев поражения людей под действием напряжения шага. Это объясняется тем, что под действием тока в ногах возникают судороги и человек падает, а после падения круг тока замыкается вдоль ее тела сквозь дыхательные мышцы и сердце, причем человек может замкнуть точки с большей разностью потенциалов, поскольку ее рост всегда является больше длину ее шага.

Допустимые токи и напряжения были определены с учетом критерия электробезопасности профессора А.П. Киселева, согласно которому:

где Q - критерий электробезопасности, мА * с; Ih - ток через тело человека, А; t - длительность протекания тока, с.

Профессор Киселев установил: если произведение тока, Ih, который протекает через человека, за время протекания т не превышает 50 ... 65 мА * с, то это обеспечивает безопасность с достаточно малой вероятностью поражения.

Вычисленные с учетом критерия допустимые токи и напряжения предназначены для использования при расчетах защитных устройств от поражения электрическим током - защитных заземлений, зануленных т.

Опасность поражения в электрических сетях различного типа

Оценка безопасности прикосновения к токоведущим частям сводится к определению тока, протекающего через человека, и сравнение его с допустимыми значениями.

Безопасность поражения при прикосновении к токоведущим частям зависит от номинального напряжения электроустановки и режима нейтрали источника питания.

По накалу ПУЭ различают электроустановки (сети) напряжением до 1 кВ и электроустановки напряжением выше 1 кВ. По режиму нейтрали бывают электроустановки (сети) с изолированной нейтралью источника питания (генератора или трансформатора) и глухозаземленной нейтралью источника питания.

Уровень безопасности и степень поражения зависят от того, каким образом произошло включение человека в электрическую сеть. Различают двухфазный (одновременное прикосновение к двум фазам) и однофазовый ощупь (включение) человека к токоведущим частям. Статистка свидетельствует, что чаще случаются однофазному прикосновения. Опасность такого прикосновения в трехфазный сетях в основном зависит от режима нейтрали источника питания (изолированная или глухозаземленной).

Рассмотрим прикосновение к одной фазы в сети с изолированной нейтралью. Для упрощения расчетов считаем, что сеть симметрична, а именно: симметричные и одинаково активные сопротивления изоляции фаз, а также емкости и емкостные сопротивления, то есть для такой сети являются справедливыми следующие уравнения:

Ток, проходящий через тело человека при прикосновении к одной из фаз в нормальном режиме, определяется следующим уравнением в комплексной форме:

где U - фазное напряжение сети; Rh - сопротивление тела человека, Ом; Z - комплекс полного сопротивления относительно земли, Ом.

Анализ уравнения 4.47 показывает, что при симметричных опорах между фазными проводами и землей ток через человека тем меньше, чем больше эти опоры.

В сетях напряжением до 1 кВ малой длины емкость проводов относительно земли имела, С = 0, тогда Z = R, сопротивление фазы относительно земли равна активному сопротивлению изоляции и уравнение принимает вид:

где R - активное сопротивление изоляции фаз относительно земли, Ом.

Уравнение (4.48) показывает значение изоляции как фактора безопасности: чем выше сопротивление изоляции Я, тем меньше будет ток через человека. Поэтому короткие воздушные сети с изолированной нейтралью, малой емкостью, высоким сопротивлением изоляции не представляют значительной опасности при прикосновении к фазе.

Сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей Д0, поэтому при прикосновении человека к фазе ток через нее практически не зависит от сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли (рис. 4.15).

В этом случае ток через человека:

где R0 - рабочее заземление нейтрали, Ом.

Поскольку сопротивление тела человека не ниже 1 кОм, а сопротивление заземления нейтрали не превышает 10 кОм, человек в этом случае находится практически под фазовой напряжением, слишком опасным.

Учитывая все сказанное, можно сделать вывод, что в нормальном режиме значительно безопаснее является сеть с изолированной нейтралью, малой емкости и с надежной изоляцией по сравнению с сетью с глухозаземленной нейтралью.

В аварийном режиме сети с изолированной нейтралью является, наоборот, более опасными, потому что в этом случае человек попадает под линейное напряжение. При замыкании одной из фаз на землю в сети устанавливается режим, при котором одна из фаз приобретает потенциала земли, а две другие - линейные потенциалы Uл.

Увеличение напряжения двух "неповрежденных" фаз в √3 недопустимо, поскольку фазовая изоляция рассчитана на линейное напряжение Uл; однофазному потребители нагрузки подпадают под значительное напряжение, увеличивается опасность поражения электрическим током вследствие увеличения напряжения от фазного Uф к линейной Uл.

В период аварийного режима работы более безопасной является чотирипроводова сеть с глухозаземленной нейтралью, поскольку человек попадает в этом случае под фазовую напряжение.

Сети с глухозаземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить надежную изоляцию проводов по причине высокой влажности, агрессивности среды и т.п., или когда нельзя быстро найти и устранить повреждения изоляции, когда емкостные токи - большие (кабельные линии). Это городские и сельские сети, сети крупных предприятий и тому подобное.

Источник: https://studbooks.net/6707/bzhd/osnovy_ohrany_truda

Смотрите также:



ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!_Лабораторные_работы_1_сем_ОУТС
!Контрольная работа (задание)
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей