Так как от сопротивления электрической цепи R существенно зависит величина электрического тока, проходящего через человека, то тяжесть поражения во многом определяется схемой включения человека в цепь. Схемы образующихся при контакте человека с проводником цепей зависят от вида применяемой системы электроснабжения.

Наиболее распространены электрические сети, в которых нулевой провод заземлен, т. е. накоротко соединен проводником с землей. Прикосновение к нулевому проводу практически не представляет опасности для человека, опасен только фазный провод. Однако разобраться, какой из двух проводов нулевой, сложно - по виду они одинаковы. Разобраться можно используя специальный прибор - определитель фазы.

На конкретных примерах рассмотрим возможные схемы включения человека в электрическую цепь при прикосновении к проводникам.

Двухфазное включение в цепь. Наиболее редким, но и наиболее опасным, является прикосновение человека к двум фазным проводам или проводникам тока, соединенным с ними (рис. 2.29).

В этом случае человек окажется под действием линейного напряжения. Через человека потечет ток по пути «рука-рука», т. е. сопротивление цепи будет включать только сопротивление тела (Д,).

Если принять сопротивление тела в 1 кОм, а электрическую сеть напряжением 380/220 В, то сила тока, проходящего через человека, будет равна

Это смертельно опасный ток. Тяжесть электротравмы или даже жизнь человека будет зависить прежде всего от того, как быстро он освободится от контакта с проводником тока (разорвет электрическую цепь), ибо время воздействия в этом случае является определяющим.

Значительно чаще встречаются случаи, когда человек одной рукой соприкасается с фазным проводом или частью прибора, аппарата, который случайно или преднамеренно электрически соединен с ним. Опасность поражения электрическим током в этом случае зависит от вида электрической сети (с заземленной или изолированной нейтралью).

Однофазное включение в цепь в сети с заземленной нейтралью (рис. 2.30). В этом случае ток проходит через человека по пути «рука-ноги» или «рука-рука», а человек будет находиться под фазным напряжением.

В первом случае сопротивление цепи будет определяться сопротивлением тела человека (I_, обуви (R o 6), основания (R ж), на котором стоит человек, сопротивлением заземления нейтрали (R H), и через человека потечет ток

Сопротивление нейтрали R H невелико, и им можно пренебречь по сравнению с другими сопротивлениями цепи. Для оценки величины протекающего через человека тока примем напряжение сети 380/220 В. Если на человеке надета изолирующая сухая обувь (кожаная, резиновая), он стоит на сухом деревянном полу, сопротивление цепи будет большим, а сила тока по закону Ома небольшой.

Например, сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм. Ток, проходящий через человека

Этот ток близок к пороговому ощутимому току. Человек почувствует протекание тока, прекратит работу, устранит неисправность.

Если человек стоит на влажной земле в сырой обуви или босиком, через тело будет проходить ток

Этот ток может вызвать нарушение в работе легких и сердца, а при длительном воздействии и смерть.

Если человек стоит на влажной почве в сухих и целых резиновых сапогах, через тело проходит ток

Воздействие такого тока человек может даже не почувствовать. Однако даже небольшая трещина или прокол на подошве сапога может резко уменьшить сопротивление резиновой подошвы и сделать работу опасной.

Перед тем как приступить к работе с электрическими устройствами (особенно длительное время не находящимися в эксплуатации), их необходимо тщательно осмотреть на предмет отсутствия повреждений изоляции. Электрические устройства необходимо протереть от пыли и, если они влажные - просушить. Мокрые электрические устройства эксплуатировать нельзя! Электрический инструмент, приборы, аппаратуру лучше хранить в полиэтиленовых пакетах, чтобы исключить попадание в них пыли или влаги. Работать надо в обуви. Если надежность электрического устройства вызывает сомнения, надо подстраховаться - подложить под ноги сухой деревянный настил или резиновый коврик. Можно использовать резиновые перчатки.

Второй путь протекания тока возникает тогда, когда второй рукой человек соприкасается с электропроводящими предметами, соединенными с землей (корпусом заземленного станка, металлической или железобетонной конструкцией здания, влажной деревянной стеной, водопроводной трубой, отопительной батареей и т. п.). В этом случае ток протекает по пути наименьшего электрического сопротивления. Указанные предметы практически накоротко соединены с землей, их электрическое сопротивление очень мало. Поэтому сопротивление цепи равно сопротивлению тела и через человека потечет ток

Эта величина тока смертельно опасна.

При работе с электрическими устройствами не прикасайтесь второй рукой к предметам, которые могут быть электрически соединены с землей. Работа в сырых помещениях, при наличии вблизи от человека хорошо проводящих предметов, соединенных с землей, представляет исключительно высокую опасность и требует соблюдения повышенных мер электрической безопасности.

В аварийном режиме (рис. 2.30, б), когда одна из фаз сети (другая фаза сети, отличная от фазы, к которой прикоснулся человек) оказалась замкнутой на землю, происходит перераспределение напряжения, и напряжение исправных фаз отличается от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, человек попадает под напряжение, которое больше фазного, но меньше линейного. Поэтому при любом пути протекания тока этот случай более опасен.

Однофазное включение в цепь в сети с изолированной нейтралью (рис. 2.31). На производстве для электроснабжения силовых электроустановок находят применение трехпроводные электрические сети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутствует четвертый заземленный нулевой провод, а имеются только три фазных провода. На этой схеме прямоугольниками условно показаны электрические сопротивления r А, r в , r с изоляции провода каждой фазы и емкости С А, С в, С с каждой фазы относи__________________________

находящимися под значительно большими напряжениями, а значит, и более опасными. Однако основные выводы и рекомендации для обеспечения безопасности практически такие же.

Даже если не учитывать сопротивление цепи человека (человек стоит на влажной земле в сырой обуви), проходящий через человека ток будет безопасен:

Таким образом, хорошая изоляция фаз является залогом обеспечения безопасности. Однако при разветвленных электрических сетях добиться этого нелегко. У протяженных и разветвленных сетей с большим числом потребителей сопротивление изоляции мало, и опасность возрастает.

Для протяженных электрических сетей, особенно кабельных линий, емкостью фаз нельзя пренебрегать (CV0). Даже при очень хорошей изоляции фаз (г=оо) ток потечет через человека через емкостное сопротивление фаз, и его величина будет определяться по формуле:

Таким образом, протяженные электрические цепи промышленных предприятий, обладающие высокой емкостью, обладают высокой опасностью, даже при хорошей изоляции фаз.

При нарушении же изоляции какой-либо фазы прикосновение к сети с изолированной нейтралью становится более опасным, чем к сети с заземленным нулевым проводом. В аварийном режиме работы (рис. 2.31, б) ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, будет стекать по цепи замыкания на земле на аварийную фазу, и его величина будет определяться формулой:

Так как сопротивление замыкания Д, аварийной фазы на земле обычно мало, то человек будет находиться под линейным напряжением, а сопротивление образовавшейся цепи будет равно сопротивлению цепи человека ____, что очень опасно.

По этим соображениям, а также из-за удобства использования (возможность получения напряжения 220 и 380 В) четырех-проводные сети с заземленным нулевым проводом на напряжение 380/220 В получили наибольшее распространение.

Мы рассмотрели далеко не все возможные схемы электрических сетей и варианты прикосновения. На производстве вы можете иметь дело с более сложными схемами электроснабжения, тельно земли.

Для упрощения анализа примем г А - г в = г с = г, а С А = L B = С с = С

Если человек прикоснется к одному из проводов или к какому-нибудь предмету, электрически соединенному с ним, ток потечет через человека, обувь, основание и через изоляцию и емкость проводов будет стекать на два других провода. Таким образом, образуется замкнутая электрическая цепь, в которую, в отличие от ранее рассмотренных случаев, включено сопротивление изоляции фаз. Так как электрическое сопротивление исправной изоляции составляет десятки и сотни килоом, то общее электрическое сопротивление цепи значительно больше сопротивления цепи, образующейся в сети с заземленным нулевым проводом. Т. е. ток через человека в такой сети будет меньше, и прикосновение к одной из фаз сети с изолированной нейтралью безопаснее.

Ток через человека в этом случае определяется по следующей формуле:

где- электрическое сопротивление цепи человека,

со = 2я - круговая частота тока, рад/с (для тока промышленной частоты= 50 Гц, поэтому со = ЮОл).

Если емкость фаз невелика (это имеет место для непротяженных воздушных сетей), можно принять С« 0. Тогда выражение для величины тока через человека примет вид:

Например, если сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм, а сопротивление изоляции фаз 300 к Ом, ток, который проходит через человека (для сети 380/220 В), будет равен

Такой ток человек может даже не почувствовать.

Контрольные вопросы

1. Какие типы электрических сетей наиболее распространены на производстве?

2. Назовите источники электрической опасности на производстве.

3. Что такое напряжение прикосновения и шаговое напряжение? Как зависят их величины от расстояния от точки стекания тока в землю?

4. Как классифицируются помещения по степени электрической опасности?

5. Как воздействует электрический ток на человека? Перечислите и охарактеризуйте виды электротравм.

6. Какие параметры электрического тока определяют тяжесть поражения электрическим током? Укажите пороговые величины силы тока.

7. Какой путь протекания электрического тока через тело человека наиболее опасен?

8. Укажите источники наибольшей электрической опасности на производстве, связанном с вашей будущей профессией.

9. Сделайте анализ опасности электрических сетей с заземленной нейтралью.

10.Дайте анализ опасности электрических сетей с изолированной нейтралью.

11.Какое прикосновение к проводникам, находящимся под напряжением, наиболее опасно для человека?

12.Почему прикосновение рукой к предметам электрически соединенным с землей (например, водопроводной трубой) при работе с электрическими устройствами резко увеличивает опасность поражения электрическим током?

13.Почему при ремонте электрической аппаратуры нужно вынимать электрическую вилку из розетки?

14.Почему при работе с электрическими устройствами необходимо надевать обувь?

15.Как можно уменьшить опасность поражения электрическим током?

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Схемы включения человека в электрическую цепь

6.2.3. Схемы включения человека в цепь тока

Схемы включения в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются схемы включения: между двумя фазами и между одной фазой и землей (рис.1). Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей.

Первая схема соответствует двухфазному прикосновению, а вторая - однофазному.

Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека или животного называется напряжением прикосновения (Uпр).

Двухфазное прикосновение, при прочих равных условиях, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное, а ток через человека, оказываясь независимым oт схемы сети, режима нейтрали и других факторов, имеет наибольшее значение:

где - линейное напряжение, т.e. напряжение между фазными проводами сети, В;

Uф - фазное напряжение, т.е. напряжение между началом и концом одной обмотки источника тока (трансформатора или генератора) или между фазным и нулевым проводами сети, В;

Rh - сопротивление тела человека, Ом.

Рис. 6.1. Случаи прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением: а - двухфазное включение: б и в- однофазные включения

Случаи двухфазного прикосновения происходят очень редко и не могут служить основанием для оценки сетей по условиям безопасности. Они бывают обычно в установках до 1000 В в результате работы под напряжением, применения неисправных защитных средств, а также эксплуатации оборудования с неогражденными голыми токоведущими частями (открытые рубильники, незащищенные зажимы сварочных трансформаторов и т.п.).

Однофазное прикосновение, при прочих равных условиях, является менее опасным, чем двухфазное, поскольку ток, проходящий через человека, ограничивается влиянием многих факторов. Однако однофазное прикосновение возникает значительно чаще и является основной схемой, при которой происходит поражение людей током в сетях любого напряжения. Поэтому ниже анализируются лишь случаи однофазного прикосновения. При этом рассматриваются обе разрешенные к применению сети трехфазного тока напряжением до 1000 В: четырехпроводная с глухозаземленной нейтралью и трехпроводная с изолированной нейтралью.

6.2.4. Трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью

В трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземоенной нейтралью вычисление напряжения прикосновения Uпр, и тока Ih проходящего через человека, в случае прикосновения к одной из фаз (рис. 6.2) проще всего выполнить символическим (комплексным) методом.

Рассмотрим наиболее общий случай, когда сопротивления изоляции проводов, так же как и емкости проводов относительно земли не равны между собой, т.е.

r1 ≠ r2 ≠ r3 ≠ rн; С1 ≠ С2 ≠ С3 ≠ Сн ≠ 0,

где r1, r2, r3, rн - сопротивление изоляции фазных L и нулевого (совмещённого) PEN проводов, Ом;

C1, C2, C3, Cн - рассредоточенные емкости фазных L и нулевого (совмещённого) PEN проводов относительно земли, Ф.

Тогда полные проводимости фазных и нулевого проводов относительно земли в комплексной форме будут:

где w - угловая частота, рад/с;

j - мнимая единица, равная ().

Рис. 6.2. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при нормальном режиме работы: а - схема сети; б - эквивалентная схема; L1, L2, L3, - фазные проводники; PEN - нулевой (совмещённый) провод.

Полные проводимости заземления нейтрали и тела человека равны соответственно

где r0 - сопротивление заземления нейтрали, Ом.

Емкостной составляющей проводимости человека можно пренебречь ввиду ее малой величины.

При прикосновении человека к одной из фаз, например к фазному проводнику L1, напряжение, под которым он окажется, определится выражением

Ток найдётся по формуле

где - комплексное напряжение фазы 1 (фазное напряжение), В;

Комплексное напряжение между нейтралью источника тока и землей (между точками 00" на эквивалентной схеме).

Пользуясь известным методом двух узлов, можно выразить следующим образом:

Имея в виду, что для симметричной трехфазной системы

где Uф - фазное напряжение источника (модуль), В;

а - фазовый оператор, учитывающий сдвиг фаз, где

будем иметь равенство

Подставив это значение в (6.1), получим искомое уравнение напряжения прикосновения в комплексной форме, воздействующего на человека, прикоснувшегося к фазному проводнику L1 трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью:

Ток, проходящий через человека, получим, если умножим это выражение на Yh:

При нормальном режиме работы сети проводимость фазных и нулевого проводов относительно земли по сравнению с проводимостью заземления нейтрали имеет весьма малые значения и с некоторым допущением может быть приравнена к нулю, т.е.

Y1 = Y2 = Y3 = Yн = 0

В этом случае уравнения (6.2) и (6.3) значительно упростятся. Так, напряжение прикосновения будет равно

или (в действительной форме)

а ток равен

Согласно требованиям ПУЭ значение сопротивления r0 не должно превышать 8 Ом, сопротивление же тела человека Rh, не опускается ниже нескольких сотен ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнениях (6.4) и (6.5), можно пренебречь значением r0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, и ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh.

Из уравнения (6.5) вытекает еще один вывод: ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к фазе трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы, практически не изменяется с изменением сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли, если сохраняется условие, что полные проводимости проводов относительно земли весьма малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали сети.

В этом случае существенно повышают безопасность сопротивления обуви, грунта (пола) и другие сопротивления в электрической цепи человека.

Глухое замыкание на землю в сети с глухозаземленной нейтралью мало изменяет напряжение фаз относительно земли.

При аварийном режиме, когда одна из фаз сети, например фазный проводник L3 (рис.6.3, а), замкнута на землю через относительно малое активное сопротивление rзм, а человек прикасается к фазному проводнику L1, уравнение (6.2) примет следующий вид:

Здесь также принимаем, что Y1, Y2 и Yн малы по сравнению с Y0 , т.е. приравнены к нулю.

Произведя соответствующие преобразования и учитывая, что

получим напряжение прикосновения в действительной форме

Для упрощения этого выражения допустим, что

В результате получим окончательно, что напряжение Uпр равно

Ток, проходящий через человека, определяется по формуле

Рис. 6.3. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при аварийном режиме: а - схема сети; б - векторная диаграмма напряжений.

Рассмотрим два характерных случая.

Если сопротивление замыкания проводов на землю rзм считать равным нулю, то уравнение (6.6) примет вид

Следовательно, в данном случае человек окажется под воздействием линейного напряжения сети.

2. Если принять равным нулю сопротивление заземления нейтрали r0, то из уравнения (6.6) получим, что Unp = Uф, т.е. напряжение, под которым окажется человек, будет равно фазному напряжению.

Однако в практических условиях сопротивления rзм и r0 всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в период аварийного режима к исправному фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше линейного, но больше фазного, т.е.

> Uпр > Uф. (6.8)

Это положение иллюстрируется векторной диаграммой, приведенной на рис. 6.3, б и соответствующей рассматриваемому случаю. Следует отметить, что этот вывод вытекает также из уравнения (6.6). Так, при небольших значениях rзм и r0 по сравнению с Rh, первым слагаемым в знаменателе можно пренебречь. Тогда дробь при любых соотношениях rзм и r0 будет всегда больше единицы, но меньше, т.е. получим выражение (6.8).

studfiles.net

Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях

Прохождение тока через человека, является следствием его прикосновения не менее, чем к двум точкам электрической цепи, между которыми есть некоторая разность потенциалов (напряжение).

Опасность такого прикосновения неоднозначна и зависит от ряда факторов:

схемы включения человека в электрическую цепь;

напряжения сети;

схемы самой сети;

режима нейтрали сети;

степени изоляции токоведущих частей от земли;

ёмкости токоведущих частей относительно земли.

Классификация сетей напряжением до 1000 В

Однофазные сети

Однофазные сети разделятся на двухпроводные и однопроводные.

Двухпроводные

Двухпроводные сети делятся на изолированные от земли и с заземлённым проводом.

Изолированные от земли

С заземлённым проводом

Данные сети широко используются в народном хозяйстве, начиная с питания малым напряжением переносного инструмента и заканчивая питанием мощных однофазных потребителей.

Однопроводные

В случае однопроводной сети, роль второго провода выполняет земля, рельс и т.д.

Однофазная сеть. Однопроводная

Основное применение данные сети получили в электрифицированном транспорте (электровозы, трамваи, метро и т.д.).

Трёхфазные сети

В зависимости от режима нейтрали источника тока и наличия нейтрального или нулевого проводника могут быть выполнены по четырём схемам.

Нейтральная точка источника тока - точка, напряжения на которой относительно всех фаз одинаковы по абсолютному значению.

Нулевая точка источника тока - заземлённая нейтральная точка.

Проводник,присоединённый к нейтральной точке, называется нейтральным проводником (нейтралью), а к нулевой точке - нулевым проводником.

1. Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью

2. Трёхпроводная сесть с заземлённой нейтралью

3. Четырёх проводная сеть с изолированной нейтралью

4. Четырёх проводная сеть с заземлённой нейтралью

При напряжении до 1000В в нашей стране используются схемы «1» и «4».

Схемы включения человека в электрическую цепь

Двухфазное прикосновение - между двумя фазами электрической сети. Как правило, наиболее опасное т.к., имеет место быть линейное напряжение. Однако данные случаи довольно редки.

Однофазное прикосновение - между фазой и землёй. При этом предполагается наличие электрической связи между сетью и землёй.

Подробнее о схемах включения человека в цепь см. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.

Однофазные сети

Изолированная от земли

Чем лучше изоляция проводов относительно земли, тем меньше опасность однофазного прикосновения к проводу. Прикосновение человека к проводу с большим электрическим сопротивлением изоляции более опасно.

При замыкании провода на землю, человек прикоснувшийся к исправному проводу, оказывается под напряжением, равным почти полному напряжению линии, независимо от сопротивления изоляции проводов.

С заземлённым проводом

В данном случае, человек оказывается практически под полным напряжением сети.

В нормальных условиях прикосновение к заземлённому проводу практически не опасно.

При коротком замыкании напряжение на заземлённом проводе может достигать опасных значений.

Трёхфазные сети

С изолированной нейтралью

Опасность прикосновения определяется полным электрическим сопротивлением проводов относительно земли, с увеличением сопротивления, опасность прикосновения уменьшается.

Напряжение прикосновения практически равно линейному напряжению сети. Наиболее опасный случай.

С заземлённой нейтралью

Человек в данном случае оказывается практически под фазным напряжением сети.

Величина напряжения прикосновения лежит между линейным и фазным напряжением, зависит от соотношения между сопротивлением замыкания на землю и сопротивлением заземления.

Меры обеспечения электробезопасности

Исключение контакта человека с токоведущими частями. Релаизуется посредством расположения токоведущих частей в недосягаемых местах (на высоте, в кабельных каналах, коробах, трубах и т.д.)

Использование малых напряжений (12, 24, 36 В). Например, для питания ручного инструмента в помещениях с повышенной опасностью поражения электрическим током.

Применение средств индивидуальной защиты. Перед применением СИЗ необходимо обязательно убедиться в их исправности, целостности, а также проверить сроки предыдущей и последующей поверки инструмента.

Основные защитные средства обеспечивают непосредственную защиту от поражения электрическим током. Дополнительные защитные средства не могут самостоятельно обеспечить безопасность, но могут помочь при использовании основных средств.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, могущих оказаться под напряжением, с землёй или её эквивалентом (популярно о заземлении на geektimes.ru).

В сетях до 1000 В защитное заземление применяется в сетях с изолированной нейтралью.Принцип действия заключается в уменьшении до безопасного значения напряжения прикосновения.

Когда заземление невозможно, в целях защиты выравнивают потенциал основания на котором стоит человек и оборудования, путём повышения. Например, соединение ремонтной корзины с фазным проводником ЛЭП.

Заземлители делятся на: a. Искусственные, предназначенные для целей заземления непосредственно. b. Естественные, находящиеся в земле металлические предметы иного назначения, котор

jurik-phys.net

Схемы включения человека в цепь электрического

В процессе эксплуатации электроустановок не исключена возможность прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В большинстве случаев опасно прикосновение к токоведущим час плетень случается, когда человек стоит на земле, а обувь. П имеет некоторую электропроводностьь.

В условиях туристского комплекса. Наиболее типичные две схемы включения тела человека в электрической цепи:. Между двумя проводами 1 между проводом и землей. В трехфазных сетях переменного тока первая схема н называется - двухфазным включением, а вторая - однофазным. В гостиничном хозяйстве, кроме трехфазных сетей переменного тока, широко применяются однофазные для питания различных бытовых приборе в (пылесосов, холодильников, утюговк).

Схема включения человека в однофазную двухпроводную сеть, изолированную от земли, приведена на рис 41

Рис 41. Прикосновение человека к проводу однофазной двухпроводной сети при режиме ее работы: а - нормальному б - аварийном,. А, N - обозначение проводов

Подобные сети получаемых с помощью разделительных трансформаторов. При нормальном режиме работы и качественной изоляции проводов касание одного из них уменьшает опасность поражения электрическим током

При аварийном режиме (рис41, б), когда один из проводов замкнут на землю, изоляция оказывается шунтированы сопротивлением замыкания провода на землю, которое как всегда настолько мала, что может быть принято равным нулю. Для создания однофазных двухпроводных сетей заземленным проводом применяют однофазные трансформаторы, а для получения напряжения 220. Внутрьохфазний сети присоединяются к фазному и нулевой го проводов. В обоих случаях возникает электрическая цепь, одним из участков которого является тело человека. Путь тока через тело человека в первом случае может быть"рука - нога", а во втором -"рука - рука"Возможн е и другие случаи включения человека в электрическую цепь, например, касание токоведущих частей лицом, головой, шеей или включения на пути тока"нога - нога нога".

Трехфазные четырехпроводные сети с заземленной нейтралью. При двухфазном (двухполюсный) прикосновения человек оказывается под полным рабочим напряжением установки. При однополюсном прикосновения, который бывает чаще ток зависит не только от напряжения установки и сопротивления тела человека, но и от режима нейтрали, состояния изоляции сети, пола, обувь человекни.

Рассмотрим особенности различных электрических сетей. В туристском комплексе распространены четыре проводные сети с наглухо заземленной нейтралью напряжением до 1000. В, например 380/220. В. Источником питания служит во трехфазный понижающий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены"звездой"Наглухо заземлена нейтраль вторичной обмотки понижающего трансформатора (например, 1000/400. В) обусловливает режим, при я кому напряжение какой-либо фазы вторичной сети относительно земли не превышает фазного напряжения, т.е. для трансформатора с напряжением 400. В оно будет не более 230. В (у потребителя 220. В). Кроме того, у случае нарушения изоляции между первичной и вторичной обмотками при рабочем заземлении нейтрали высокая напряжение, переходит к вторичной сети по отношению к земле, значительно снижается благодаря н евеликому сопротивления заземления нейтрали (2,4,8. Ом и более для напряжения 660, 380 и 220. В трехфазной сети (Госстандарт 121030-81)0-81)).

Упрощенная схема, объясняющая однополюсный прикосновение человека к четырехпроводной сети с глухим заземлением нейтрали источника питания (трансформатора или генератора), представлена??на рис 42

Рис 42. Однофазное включение человека в сеть с наглухо заземленной нейтралью источников питания (трансформатора)

Через малое сопротивление растекания тока рабочего заземления нейтрали по сравнению с сопротивлением тела человека оно равно нулю. Прикосновение человека, стоящего на земле (или на заземленной конструкции, полу), обусловливает замкнутую электрическую цепь: обмотка источника питания - провод линии - тело человека - земля - ??провод - рабочее заземление - обмотка источники. На участке цепи"тело человека"на него действует фазное напряжение сети 220. В. Если при этом обувь человека электропроводящее, то пол или конструкция, на которой она стоит, также будут электропроводными, и практически вся и напряжение будет приложено к человеку по пути в"рука - ноги"Если в неблагоприятных условиях сопротивление тела человека будет 1000. Ом, то через нее пройдет ток, равный 220 мА, что смертельно опасно для нее. Если же сопротивление обуви и пола в сумме окажутся пор ивняннимы с сопротивлением тела человека, то ток через него будет меньше. Например, при большом сопротивлении участка"обувь - пол"(10 000. Ом) ток через человека будет 20 мА есть значительно менее опасным, но в икликае боль, судороги, а в некоторых случаях невозможность потерпевшего самостоятельно освободиться от действия тока. Это доказывает, что однофазный прикосновение человека к сети наглухо заземленной нейтралью всегда небе зпечныезпечний.

На практике эксплуатации электроустановок возможны случаи замыкания на землю токоведущих частей, например через корпус электроприемника или металлическую конструкцию электропроводки. Если такое замыкание я окажется глухим, то есть малое переходное сопротивление, то установка через однофазное короткое замыкание отключается максимальным ручьевая защитой (перегорает плавкая вставка предохранителя или отключается а втоматичний выключатель). После этого нормальный режим работы другой электросети восстанавливаетсяся.

Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и тока при аварийном режиме работы производственных и бытовых электроустановок в туркомплексах напряжением до 1000. В и частотой 50. Гц не должны превышать значе ень, приведенных в табл 41 (Госстандарт 121038-82-82).

таблицы 41

Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и тока

Нормированная величина	Продолжительность действия тока, с	Нормированная величина

Трехфазные сети с изолированной от земли нейтралью

Размещение электрической энергии на вторую ступень электроснабжения производственных предприятий, города и селения осуществляется с помощью кабельных (в городах), или воздушных (в поселках) линий при номинальные й напряжении электроприемников (понижающих трансформаторов предприятий, жилых массивов) при 6 10 или 35 кВ. Эти электрические сети делают с изолированными от земли нейтралями I фазами источников питания (трансформаторов районных подстанций энергосистемы) или нейтралями, заземленными через значительные индуктивные сопротивления, включаются для уменьшения емкости составляющих тока однофазного замыкания на землюлю.

При однофазном замыкании на землю в сети с изолированной от земли нейтралью в месте замыкания на землю протекать ток, который вызван рабочим напряжением установки и проводимостью фаз относительно земли

сетях с изолированной нейтралью достаточно эффективны при сравнительно небольшой их протяженности. В этом случае емкость проводов относительно земли мы можем принять равной нулю, а сопротивление проводов достаточно большим

На рис 43 показано включение человека в трехфазных сетях с изолированной нейтралью

Рис 43. Прикосновение человека к проводу трехфазной 3-проводной сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы:. А. В,. С - обозначение проводов

В сетях с изолированной нейтралью при нормальной работе опасность поражения электрическим током человека, прикоснулась к одной из фаз зависит от сопротивления проводника относительно земли, т.е. с увеличением нием сопротивления опасность уменьшаетсяя.

Защитное заземление - один из защитных мер против поражения человека электрическим током при прикосновении к металлических не токоведущих частей с поврежденной изоляцией (например, замыкание на корпус). Цель такого заземления заключается в преднамеренном электрическом соединении с землей или. ТИ эквивалентом металлических не токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с помощью заземленных устройств ел (совокупность заземлителя и заземляющих проводников). Как заземлитель служит один или несколько металлических электродов (например, стальных стержней, труб), которые находятся в земле, обеспечивая достаточно малое переходное сопротивление. Сопротивление заземленного устройства называют суммарным сопротивлением, состоящий из сопротивления растекания тока заземлителя и сопротивления заземленного проводникаків.

Рассмотрим действие защитного заземления. Если корпус электродвигателя (аппарата оболочки кабеля) не имеет надежного соединения с землей и в результате повреждения изоляции имеет контакт с токопроводящей частью ю, то произойдет однофазное включение человека в цепь току.

В сети при замыкании на корпус возникает однофазное замыкание на землю

Вследствие относительно небольшого тока, который протекает на землю, установления защитой не отключится и в дальнейшем работать в аварийном режиме. Но через корпус машины или аппарата с поврежденной изоляцией ю протекать ток, и между корпусом 1 землей появится напряжение относительно земли (рис 44.4).

Рис 44. Замыкание на корпус электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью

Человек, окажется под напряжением прикосновения, может быть значительным и зависит от того, где находятся ноги человека, а также от электрической проводимости (сопротивления) обувь. Как всегда напряжение прикосновения меньше н напряжения относительно землиі.

Таким образом, размер величины напряжения заземленного корпуса относительно земли, а следовательно, и напряжение прикосновения зависят от сопротивления земли, и напряжение прикосновения зависит от сопротивления заземленного устройства. Для того чтобы напряжений га соприкосновения была по возможности малой, нужно иметь малое сопротивление заземленного устройства электроустановки не заземляют при напряжении 42. В и ниже переменного тока 1110 в и ниже постоянного тока во всех помещений еннях и условиях работы без повышенной опасностики.

Части электрооборудования, подлежащие заземлению. Заземлению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов; приводы электрических аппаратов и вторичные обмотки сварочных трансф орматорив; каркасы распределенных щитов, щиты управления, осветительных и силовых шкафов; металлических конструкций распределенных устройств кабельных линий. Заземлению не подлежат: арматура подвесных и опорных х изоляторов; кронштейны и осветительная арматура при установке их на деревянных опорах и конструкциях; электрооборудования, которое установлено на металлических заземленных конструкциях, если в местах контакт в связи с ними металлических не токоведущих частей электрооборудования обеспечен надежный электрический контакт. Не подлежат заземлению также корпуса электроизмерительных приборов и реле, установленных на щитах, в шкафах 1. Стенка камер распределительных устройств; корпуса электроприемников с двойной или усиленной изоляцией, например, электродрели, стиральных машин, електробрититв.

заиления в электроустановках и сетях напряжением до 1000. В называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих элементов установки, нормально изолированных от токоведущих частей, не находящихся под напряжением (корпуса электрооборудования, кабельных конструкций), с нулевой защитный проводник.

Нулевым защитным проводником в электроустановках напряжением до 1000. В является проводник, соединяющий занулены части (корпуса электрооборудования) с наглухо заземленной нейтралью точкой обмотки источника тока уму (генератора или трансформатора) или ее эквивалентом (ГОСТ 121030-811. Госстандарт 121009-76-76).

В электроустановках с наглухо заземленным нулевым проводом при замыкании на занулены металлические конструкционные неструмо-проводники должно быть обеспечено автоматическое отключение оборудования с повреждений. Дженни изоляцией, поскольку при этом возникает однофазного короткого замыкания.

Нулевые защитные провода заземляют непосредственно в источниках питания, т.е. на подстанциях или электростанциях. Кроме основного рабочего заземления нейтрали, следует выполнять повторные заземления нулевого провода в сети, снижает сопротивление заземления нейтрали и служит резервным заземлением при обрыве нулевого заземления провода (рис 45.5).

Рис 45. Принципиальная схема защитного заиления: 1 - электроустановка, 2 - максимальный струйный защиту

Повторные заземления на воздушных линиях делают через каждые 250 м их длины, на их концах, у разветвлений и ответвлений от магистралей высоковольтных линий при длине ответвлений 200 м 1 больше, а также в вводов воздушных магистралей в. Будина.

При электроснабжении по кабельным линиям напряжением 380/220. В повторное заземление нулевого провода выполняется в введении в помещения, в которых предусматривается устройство зануление электроприборов в числе ини этих помещений должна быть магистраль повторного заземления нулевого провода, к которой присоединяется надлежащие занулению объекти.

Для повторного заземления нулевого провода следует по возможности использовать естественные заземлители, за исключением сетей постоянного тока, где повторные заземления должны быть с использованием только ис ческих заземлителей. Сопротивление заземляющего устройства каждого из повторных заземлений не должно быть более 10. Вм.

Учитывая, что по нулевому проводу даже при неравномерной нагрузке проходит ток, значительно меньше, чем в фазных проводах, сечение нулевого рабочего провода для четырех ведущих магистралей выбирается равным примерно. Половине сечению фазных проводов. В однофазных ответвлениях от магистралей фаза - ноль пересечения нулевого провода должно быть таким же, как и фазного, так как по нему прох одить ток, равный тока фазного проводу.

Сопротивление зануленных проводов должен быть настолько малым, чтобы при замыкании фазы на корпус ток однофазного короткого замыкания был достаточен для мгновенного срабатывания максимальной токовой защиты согласно но. ПУЭ тока цепи фаза - нуль при замыкании на корпус должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток соответствующего плавкого предохранителька.

При защите электроустановки автоматическим выключателем зануляющих провод выбирают с таким расчетом, чтобы в петли фаза - ноль обеспечить ток короткого замыкания, который не превышает вставку тока спр рацьовування выключателя в 1,4 раз.

Вдвоем ведущих ответвлениях фаза - ноль, питающих однофазные электроприемники, защитный аппарат (предохранитель, однополюсные выключатели) устанавливают только на фазном проводе, если в этом видгал щелочении есть части, которые подлежат занулению. С целью электробезопасности при монтаже ламповых патронов фазный провод присоединяется к центральному контакту патрона (пятки), а нулевой - до резьбовой части патрона. Это предостережет от несчастного случая при случайном касании цоколя лампы (например, при. П замены) без отключения от сети. При занулении к освещенной арматуры следует присоединить отдельному мы ответвления от нулевого провода, а не пользоваться с этой целью токопроводящим нулевого проводадом.

uchebnikirus.com

Презентация на тему: ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Земля 01 - в общем случае эквипотенциальный проводник.

UАЗ UВЗ UСЗ - напряжения фаз относительно земли.

а – фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг фаз

Электрические параметры, характеризующие связь сети с землей:

сопротивление изоляции,

емкость относительно земли,

заземления.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ

Rи - показатель способности изоляционных конструкций пропускать электрический ток под действием приложенного к этим конструкциям постоянного напряжения

ЕМКОСТЬ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ

Возможные схемы включения человека в электрическую цепь

1.Двухполюсное прикосновение.

2.Однополюсное прикосновение.

3.Остаточный заряд.

5.Электрический пробой воздушного зазора.

6.Наведенный заряд.

7.Заряд статического электричества.

studfiles.net

Схема - включение - человек

Cтраница 1

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными.

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две из них: между двумя проводами и между проводом и землей. Применительно к наиболее распространенным трехфазным сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным включением, а вторую - однофазным.

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две из них: между двумя проводами и между проводом и землей.

На рис. 4.13 показана схема включения человека в однофазную сеть с изолированной нейтралью.

Напряжение прикосновения зависит от напряже-ния сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в электрическую цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли.

Однофазное (однополюсное) прикосновение возникает значительно чаще, чем двухфазное, поэтому этой схеме включения человека в электрическую сеть уделено основное внимание.

В условиях технологических цехов напряжение прикосновения зависит от напряжения сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в электрическую цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли.

В условиях технологических цехов напряжение прикосновения зависит от напряжения сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли. В сопротивление электрической цепи человека входят сопротивление тела человека, сопротивление обуви, пола или грунта, на котором он стоит. При любом однофазном включении человека в цепь он касается пола или грунта, поэтому сопротивление опорной поверхности существенно влияет на значение тока, проходящего через человека. Вместе с тем в процессе эксплуатации оборудования нельзя полностью рассчитывать на защитные свойства опорных поверхностей, которые в случае повреждений могут потерять электрическое сопротивление, весьма высокое в нормальном состоянии.

Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть двухполюсными и однополюсными.

Электроустановки производят, преобразуют, распределяют и потребляют электроэнергию. При их эксплуатации человек может оказаться в сфере действия электромагнитного поля или в непосредственном соприкосновении с токоведущи-ми частями, в результате чего по его телу будет протекать электрический ток. Это может привести к поражению человека. Опасность поражения зависит от величины тока, длительности воздействия, рода тока (постоянный или переменный), частоты, пути тока (схемы включения человека в электрическую цепь), окружающей среды и ряда других факторов.

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях. Электробезопасность

Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека или, иначе говоря, при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение.

Опасность такого прикосновения, оцениваемая величиной тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от величины емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.

Схемы включения человека в цепь могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя проводами и между одним проводом и землей (рис. 68). Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей.

Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным включением, а вторую - однофазным.

Двухфазное включение, т. е. прикосновение человека одновременно к двум фазам, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное, и поэтому через человека пойдет больший ток:

где Ih - ток, проходящий через тело человека, А; UЛ = √3 Uф - линейное напряжение, т. е. напряжение между фазными проводами сети, В; Uф - фазное напряжение, т. е. напряжение между началом и концом одной обмотки (или между фазным и нулевым проводами), В.

Рис. 68. Случаи включения человека в цепь тока: а - двухфазное включение; б, в - однофазные включения

Нетрудно представить, что двухфазное включение является одинаково опасным в сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралями.

При двухфазном включении опасность поражения не уменьшится и в том случае, если человек надежно изолирован от земли, т. е. если он имеет на ногах резиновые галоши или боты либо стоит на изолирующем (деревянном) полу, или на диэлектрическом коврике.

Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, чем двухфазное включение, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т. е. меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньше оказывается ток, проходящий через человека.

Кроме того, на величину этого тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

В трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через человека, при прикосновении к одной из фаз сети в период ее нормальной работы (рис. 69, а) определяется следующим выражением в комплексной форме (А):

где Z - комплекс полного сопротивления одной фазы относительно земли (Ом):

здесь r и С - соответственно сопротивление изоляции провода (Ом) и емкость провода (Ф) относительно земли (приняты для упрощения одинаковыми для всех проводов сети).

Рис. 69. Прикосновение человека к проводу трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью: а - при нормальном режиме; б - при аварийном режиме

Ток в действительной форме равен (А):

, (35)

Если емкость проводов относительно земли мала, т. е. С = 0, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, то уравнение (35) примет вид

, (36)

Если же емкость велика, а проводимость изоляции незначительна, т. е. r ≈ ∞, что обычно имеет место в кабельных сетях, то согласно выражению (35) ток через человека (А) будет:

, (37)

где хс = 1/wC - емкостное сопротивление, Ом.

Из выражения (36) следует, что в сетях с изолированной нейтралью, обладающих незначительной емкостью между проводами и землей, опасность для человека, прикоснувшегося к одной из фаз в период нормальной работы сети, зависит от сопротивления проводов относительно земли: с увеличением сопротивления опасность уменьшается.

Поэтому очень важно в таких сетях обеспечивать высокое сопротивление изоляции и контролировать ее состояние в целях своевременного выявления и устранения возникших неисправностей.

Однако в сетях с большой емкостью относительно земли роль изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утрачивается, что видно из уравнений (35) и (37).

При аварийном режиме работы сети, т. е. когда возникло замыкание одной из фаз на землю через малое сопротивление гзм ток через человека, прикоснувшегося к здоровой фазе (рис. 69, б), будет (А):

, (38) а напряжение прикосновения (В):

, (39)

Если принять, что rзм = 0 или по крайней мере считать, что гзм < Rh (так обычно бывает на практике), то согласно выражению (39)

, (40)

т. е. человек окажется под линейным напряжением.

В действительных условиях гзм > 0, поэтому напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью, будет значительно больше фазного и несколько меньше линейного напряжения сети. Таким образом, этот случай прикосновения во много раз опаснее прикосновения к той же фазе сети при нормальном режиме

работы [см. уравнения (36) и (39), имея в виду, что r/3>rзм].

В трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью проводимость изоляции и емкостная проводимость проводов относительно земли малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали, поэтому при определении тока через человека, касающегося фазы сети, ими можно пренебречь.

При нормальном режиме работы сети ток через человека будет (рис. 70, а):

, (41)

где г0 - сопротивление заземления нейтрали, Ом.

Рис. 70. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью: а - при нормальном режиме; б - при аварийном режиме

В обычных сетях r0 < 10 Ом, сопротивление тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнении (41) можно пренебречь значением г0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh

Отсюда следует, что прикосновение к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно, чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолированной нейтралью [ср. уравнения (36) и (41)], но менее опасно прикосновения к неповрежденной фазе сети с изолированной нейтралью в аварийный период [ср. уравнения (38) и (41)], так как rзм может в ряде случаев мало отличаться от г0.

Полезная информация:

ohrana-bgd.narod.ru

Конспект лекції

ЗАТВЕРДЖУЮ

Зав. каф. ОП ХНУРЕ

проф. Дзюндзюк Б. В.

«____» ________2014 г.

з дисципліни «Основи охорони праці»

Тема 2.2: «Умови ураження людини електричним струмом»

Лектор - ст. викл каф. ОП

Мамонтов О. В.

2.2.1 Схемы включения человека в цепь электрического тока

Согласно ПУЭ риск поражения электротоком возможен при прямом и косвенном прикосновении человека или животных к частям электроустановок, находящимся под напряжением.

Прямым прикосновением называется электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением, либо приближение к ним на опасное расстояние.

Косвенным прикосновениемназывается электрический контакт людей или животных с открытой проводящей частью, оказавшейся под напряжением в результате повреждения изоляции.

Если человек касается одновременно двух точек, между которыми существует электрическое напряжение, и при этом образуется замкнутая цепь, через его тело проходит ток. Значение этого тока зависит от схемы прикосновения, т. е. того, каких частей электроустановки касается человек, а также параметров электрической сети. Не касаясь параметров сети, рассмотрим схемы включения человека.

Двухфазное (двухполюсное) прикосновение к токоведущим частям

На рис. 1 а и 1 б показано прямое прикосновение к двум полюсам однофазной сети. При этом ток через тело человека равен

Рабочее (фазное) напряжение сети, В;- сопротивление тела человека, Ом.

В трехфазной (см. рис 1.б) сети ток через тело человека определяется линейным напряжением

Рисунок 1 - Двухфазное (двухполюсное) прямое прикосновение в однофазной сети (а) и в трехфазной сети (б)

2) Однофазное (однополюсное) прикосновение к токоведущим частям

Если человек, стоя на земле, касается одного из полюсов или одной из фаз, ток замыкается через него на землю и далее через сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли (см. рис. 2 а) или заземление нейтрали (см. рис 2 б).

В сети с изолированной нейтралью (рис. 2 а) величина тока зависит от сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли (будет рассмотрено ниже). В сети с заземленной нейтралью (рис. 2 б) величина тока равна

где - сопротивления заземления нейтрали.

Рисунок 2 - Однофазное (однополюсное) прямое прикосновение в трехфазной сети с изолированной нейтралью (а) и в трехфазной сети с заземленной нейтралью (б)

Оглавление книги Следующая страница>>

§ 3. Опасность поражения человека электрическим током.

Схема однофазного включения человека в сеть трехфазного тока с заземленной нейтралью.

Поражение человека током возникает при замыкании электрической цепи через тело человека. Это происходит в случае прикосновения человека не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми имеется некоторое напряжение. Включение человека в цепь может произойти по нескольким схемам: между проводом и землей, называемое однофазным включением; между двумя проводами - двухфазное включение. Эти схемы наиболее характерны для трехфазных сетей переменного тока. Возможно также включение между двумя проводами и землей одновременно; между двумя точками земли, имеющими разные потенциалы, и т. п.

Однофазное включение человека в сеть представляет собой непосредственное соприкосновение человека с частями электроустановки или оборудования, нормально или случайно находящимися под напряжением. При этом степень опасности поражения будет различной в зависимости от того, имеет ли электрическая сеть заземленную или изолированную нейтраль, а также в зависимости от качества изоляции проводов сети, ее протяженности, режима работы и ряда других параметров.

При однофазном включении в сеть с заземленной нейтралью человек попадает под фазное напряжение, которое в 1,73 раза меньше линейного, и подвергается воздействию тока, величина которого определяется величиной фазного напряжения установки и сопротивления тела человека (рис. 69). Дополнительное защитное действие оказывает изоляция пола, на котором стоит человек, и обувь.

Рис. 69. Схема однофазного включения человека в сеть трехфазного тока с заземленной нейтралью

Таким образом, в четырех проводной трехфазной сети с заземленной нейтралью цепь тока, проходящего через человека, включает сопротивление его тела, а также сопротивления пола, обуви и заземления нейтрали источника тока (трансформатора и т. п.). При этом величина тока

где U л - линейное напряжение, В; R т - сопротивление тела человека, Ом; R п - сопротивление пола, на котором находится человек, Ом; R об - сопротивление обуви человека, Ом; R 0 - сопротивление заземления нейтрали, Ом.

В качестве примера рассмотрим два случая однофазного включения человека в трехфазную четырехпроводную электрическую сеть с заземленной нейтралью при U л = 380 В.

Случай с неблагоприятными условиями . Человек, прикоснувшийся к одной фазе, находится на сыром грунте или токо-проводящем (металлическом) полу, его обувь сырая или имеет металлические гвозди. В соответствии с этим принимаем сопротивления: тела человека R т =1000 Ом, грунта или пола R п =0; обуви R об = 0.

Сопротивление заземления нейтрали R 0 = 4 Ом в расчет в виду незначительной величины не принимаем. Через тело человека пройдет ток

являющийся опасным для жизни.

Случай с благоприятными условиями . Человек находится на деревянном сухом полу сопротивлением R п = 60 000 Ом, имеет на ногах сухую непроводящую (резиновую) обувь сопротивлением R об = 50 000 Ом. Тогда через тело человека пройдет ток

являющийся длительно допустимым для человека.

К тому же сухие полы и резиновая обувь обладают значительно большим сопротивлением в сравнении с величинами, принятыми для расчета.

Данные примеры показывают большое значение изолирующих свойств пола и обуви для обеспечения безопасности лиц, работающих в условиях возможного контакта с электротоком.

Двухфазное включение в электрическую цепь

Наиболее редким, но и наиболее опасным, является прикосновение человека к двум фазным проводам или проводникам тока, соединенным с ними (рис. 1).

В этом случае человек окажется под действием линейного напряжения. Через человека потечет ток по пути «рука-рука», г. е. сопротивление цепи будет включать только сопротивление тела ()

Если принять сопротивление тела в 1 кОм, а электрическую сеть напряжением 380-220 В, то сила тока, проходящего через человека, будет равна

Это смертельно опасный ток Тяжесть электротравмы или даже жизнь человека будет зависить прежде всего от того, как быстро он освободится от контакта с проводником тока (разорвет электрическую цепь), ибо время воздействия в этом случае является определяющим.

Значительно чаще встречаются случаи, когда человек одной рукой соприкасается с фазным проводом или частью прибора: аппарата, который случайно или преднамеренно электрически соединен с ним. Опасность поражения электрическим током в этом случае зависит от вида электрической сети (с заземленной или изолированной нейтралью).

В процессе эксплуатации электроустановок не исключена возможность прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В большинстве случаев опасно прикосновение к токоведущим частям случается, когда человек стоит на земле, а обувь П имеет некоторую электропроводность.

В условиях туристского комплекса Наиболее типичные две схемы включения тела человека в электрической цепи: Между двумя проводами 1 между проводом и землей. В трехфазных сетях переменного тока первая схема называется - двухфазным включением, а вторая - однофазным. В гостиничном хозяйстве, кроме трехфазных сетей переменного тока, широко применяются однофазные для питания различных бытовых приборов (пылесосов, холодильников, утюгов).

Схема включения человека в однофазную двухпроводной сеть, изолированную от земли, приведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Прикосновение человека к проводу однофазной двухпроводной сети при режиме ее работы: а - нормальному; б - аварийном; А, N - обозначение проводов.

Подобные сети получаются с помощью разделительных трансформаторов. При нормальном режиме работы и качественной изоляции проводов прикосновение к одному из них уменьшает опасность поражения электрическим током.

При аварийном режиме (рис.4.1, б), когда один из проводов заперт на землю, изоляция его оказывается шунтируемой сопротивлением замыкания провода на землю, которое как всегда настолько мала, что может быть принято равным нулю. Для создания однофазных двухпроводных сетей заземленным проводом применяют однофазные трансформаторы, а для получения напряжения 220 Внутрьохфазний сети присоединяются к фазного и нулевого проводов. В обоих случаях возникает электрическая цепь, одной из участков которого является тело человека. Путь тока через тело человека в первом случае может быть "рука - нога", а во втором - "рука - рука". Возможны и другие случаи включения человека в электрическую цепь, например, касания токоведущих частей лицом, головой, шеей или включения на пути тока "нога - нога".

Трехфазные четырехпроводной сети с заземленной нейтралью. При двухфазном (двухполюсный) соприкосновения человек оказывается под полным рабочим напряжением установки. При однополюсном соприкосновения, который бывает чаще, ток зависит не только от напряжения установки и сопротивления тела человека, но и от режима нейтрали, состояния изоляции сети, полы, обувь человека.

Рассмотрим особенности различных электрических сетей. В туристском комплексе распространены четыре ведущие сети с наглухо заземленной нейтралью напряжением до 1000 В, например 380/220 В. Источником питания служит трехфазный понижающий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены "звездой". Наглухо заземлена нейтраль вторичной обмотки понижающего трансформатора (например, 1000/400 В) обусловливает режим, при котором напряжение любой фазы вторичной сети относительно земли не превышает фазного напряжения, то есть для трансформатора с вторичным напряжением 400 В оно будет не более 230 В (в потребителя 220 В). Кроме того, в случае нарушения изоляции между первичной и вторичной обмотками при рабочем заземлении нейтрали самая высокая напряжение, переходит к вторичной сети по отношению к земле, значительно снижается благодаря небольшому сопротивления заземления нейтрали (2,4,8 Ом и более для напряжения 660, 380 и 220 В трехфазной сети (Госстандарт 12.1.030-81)).

Упрощенная схема, которая объясняет однополюсный прикосновение человека к четырехпроводной сети с глухим заземлением нейтрали источника питания (трансформатора или генератора), представлена на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Однофазное включение человека в сети с наглухо заземленной нейтралью источников питания (трансформатора).

Через малое сопротивление растекания тока рабочего заземления нейтрали по сравнению с сопротивлением тела человека оно равно нулю. Прикосновение человека, который стоит на земле (или на заземленной конструкции, полу), обусловливает замкнутый электрическую цепь: обмотка источника питания - провод линии - тело человека - земля - провод - рабочее заземление - обмотка источники. На участке цепи "тело человека" на него действует фазное напряжение сети 220 В. Если при этом обувь человека электропроводящее, то пол или конструкция, на которой она стоит, также будут электропроводящими, и практически вся и напряжение будет приложено к человеку по пути "рука - ноги ". Если в неблагоприятных условиях сопротивление тела человека будет 1000 Ом, то через нее пройдет ток, равный 220 мА, что смертельно опасно для нее. Если же сопротивление обуви и пола в сумме окажутся сопоставимыми с сопротивлением тела человека, то ток через него будет меньше. Например, при большом сопротивлении участка "обувь - пол" (10000 Ом) ток через человека будет 20 мА. то есть значительно менее опасным, но вызывает боль, судороги, а в некоторых случаях невозможность потерпевшего самостоятельно освободиться от действия тока. Это доказывает, что однофазный прикосновение человека к сети с наглухо заземленной нейтралью всегда опасен.

На практике эксплуатации электроустановок возможны случаи замыкания на землю токоведущих частей, например через корпус электроприёмника или металлическую конструкцию электропроводки. Если такое замыкание окажется глухим, то есть малый переходное сопротивление, то установка через однофазное короткое замыкание отключается максимальным ручьевая защитой (перегорает плавкая вставка предохранителя или отключается автоматический выключатель). После этого нормальный режим работы другой электросети восстанавливается.

Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и тока при аварийном режиме работы производственных и бытовых электроустановок в туркомплексах напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл. 4.1 (Госстандарт 12.1.038-82).

Таблица 4.1.

Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и тока

Нормированная величина	Продолжительность действия тока, с	Нормированная величина

Трехфазные сети с изолированной от земли нейтралью.

Размещение электрической энергии на вторую ступень электроснабжения производственных предприятий, городов и поселка осуществляется с помощью кабельных (в городах), или воздушных (в поселках) линий при номинальном напряжении электроприемников (понижающих трансформаторов предприятий, жилых массивов) при 6. 10 или 35 кВ. Эти электрические сети делают с изолированными от земли нейтралями I фазами источников питания (трансформаторов районных подстанций энергосистемы) или нейтралями, заземленными через значительные индуктивные сопротивления, включаются для уменьшения емкости составляющего тока однофазного замыкания на землю.

При однофазном замыкании на землю в сети с изолированной от земли нейтралью в месте замыкания на землю будет протекать ток, вызванный рабочим напряжением установки и проводимостью фаз относительно земли.

Сетях с изолированной нейтралью достаточно эффективны при сравнительно небольшой их протяженности. В этом случае емкость проводов относительно земли мы можем принять равной нулю, а сопротивление проводов достаточно большим.

На рис. 4.3 показано включение человека в трехфазное сетях с изолированной нейтралью.

Рис. 4.3. Прикосновение человека к проводу трехфазной 3-проводной сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы А. В, С - обозначение проводов.

В сетях с изолированной нейтралью при нормальной работе опасность поражения электрическим током человека, прикоснулась к одной из фаз. зависит от сопротивления проводника относительно земли, то есть с увеличением сопротивления опасность уменьшается.

Защитное заземление - один из защитных мер против поражения человека электрическим током при прикосновении к металлическим НЕ токопроводящих частей с поврежденной изоляцией (например, замыкание на корпус). Цель такого заземления заключается в преднамеренном электрическом соединении с землей или ТЕ эквивалентом металлических НЕ токопроводящих частей, которые могут оказаться под напряжением, с помощью заземленных устройств (совокупность заземлителя и заземляющих проводников). Как заземлитель служит один или несколько металлических электродов (например, стальных стержней, труб), которые находятся в земле, обеспечивая достаточно малый переходное сопротивление. Сопротивление заземленного устройства называют суммарным сопротивлением, состоящий из сопротивления растекания тока заземления и сопротивления заземленных проводников.

Рассмотрим действие защитного заземления. Если корпус электродвигателя (аппарата оболочки кабеля) не имеет надежного соединения с землей и в результате повреждения изоляции имеет контакт с токопроводящей частью, то произойдет однофазное включение человека в цепь тока.

В сети при замыкании на корпус возникает однофазное замыкание на землю.

Вследствие относительно небольшого тока, протекающего на землю, установленные защитой не отключится и в дальнейшем будет работать в аварийном режиме. Но через корпус машины или аппарата с поврежденной изоляцией протекать ток, и между корпусом 1 землей появится напряжение относительно земли (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Замыкание на корпус электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью.

Человек, который окажется под напряжением прикосновения, что может быть значительным и зависит от того, где находятся ноги человека, а также от электрической проводимости (сопротивления) обувь. Как всегда напряжение прикосновения меньше напряжения относительно земли.

Таким образом, размер величины напряжения заземленного корпуса относительно земли, а следовательно, и напряжение прикосновения зависят от сопротивления земли, и напряжение прикосновения зависит от сопротивления заземленного устройства. Для того чтобы напряжение прикосновения была по возможности малой, нужно иметь малое сопротивление заземленного устройства. Электроустановок не заземляют при напряжении 42 В и ниже переменного тока 1 110 В и ниже постоянного тока во всех помещениях и условиях работы без повышенной опасности.

Части электрооборудования, подлежащих заземлению. Заземлению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов; приводы электрических аппаратов и вторичные обмотки сварочных трансформаторов; каркасы распределенных щитов, щиты управления, осветительных и силовых шкафов; металлических конструкций распределенных устройств кабельных линий. Заземлению не подлежат: арматура подвесных и опорных изоляторов; кронштейны и осветительная арматура при установке их на деревянных опорах и конструкциях; электрооборудования, установлено на металлических заземленных конструкциях, если в местах контакта с ними металлических НЕ токоведущих частей электрооборудования обеспечен надежный электрический контакт. Не подлежат заземлению также корпуса электроизмерительных приборов и реле, установленных на щитах, в шкафах 1 стенках камер распределительных устройств; корпуса электроприемников с двойной или усиленной изоляцией, например, электродрель, стиральных машин, электробритв.

Заилением в электроустановках и сетях напряжением до 1000 В называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих элементов установки, нормально изолированных от токоведущих частей, которые не находятся под напряжением (корпуса электрооборудования, кабельных конструкций), с нулевым защитным проводником.

Нулевым защитным проводником в электроустановках напряжением до 1000 В является проводник, соединяющий зануленные части (корпуса электрооборудования) с наглухо заземленной нейтралью точкой обмотки источника тока (генератора или трансформатора) или ее эквивалентом (Госстандарт 12.1.030-811 Госстандарт 12.1.009- 76).

В электроустановках с наглухо заземлен нулевым проводом при замыкании на зануленные металлические конструкционные неструмо-проводящие части должно быть обеспечено автоматическое отключение оборудования с поврежденной изоляцией, так как при этом возникает однофазное короткое замыкание.

Нулевые защитные провода заземляющих непосредственно в источниках питания, то есть на подстанциях или электростанциях. Кроме основного рабочего заземления нейтрали, следует выполнять повторные заземления нулевого провода в сети, снижает общее сопротивление заземления нейтрали и служит резервным заземлением при обрыве нулевого заземления провода (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Принципиальная схема защитного заиления: 1 - электроустановка; 2 - максимальный струйный защиту

При электроснабжении по кабельным линиям напряжением 380/220 В повторное заземление нулевого провода выполняется в введении в помещения, в которых предусматривается устройство зануление электроприборов. Внутри этих помещений должна быть магистраль повторного заземления нулевого провода, к которой присоединяется надлежащие занулению объекты.

Для повторного заземления нулевого провода следует по возможности использовать естественные заземлители, исключая сетей постоянного тока, где повторные заземления должны быть с использованием только искусственных заземлителей. Сопротивление заземляющего устройства каждого из повторных заземлений не должно более 10 Ом.

Учитывая, что по нулевому провода даже при неравномерной нагрузке проходит ток, значительно меньше, чем в фазных проводах, сечение нулевого рабочего провода для четырех ведущих магистралей выбирается равным примерно Половине пересечения фазных проводов. В однофазных ответвлениях от магистралей фаза - ноль пересечения нулевого провода должно быть таким же, как и фазного, поскольку по нему проходит ток, который равен току фазного провода.

Сопротивление зануленных проводов должно быть настолько малым, чтобы при замыкании фазы на корпус ток однофазного короткого замыкания был достаточен для мгновенного срабатывания максимальной токовой защиты. Согласно ПУЭ. тока цепи фаза - ноль при замыкании на корпус должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток соответствующего плавкого предохранителя.

При защите электроустановки автоматическим выключателем зануляющих провод выбирают с таким расчетом, чтобы в петле фаза - ноль обеспечить ток короткого замыкания, который не превышает вставку тока срабатывания выключателя в 1,4 раза.

Вдвоем ведущих ответвлениях фаза - ноль, которые питают однофазные электроприемники, защитный аппарат (предохранитель, однополюсные выключатели) устанавливают только на фазном проводе, если в этом ответвлении есть части, которые подлежат занулению. С целью электробезопасности при монтаже ламповых патронов фазный провод присоединяется к центральному контакту патрона (пятки), а нулевой - к резьбовой части патрона. Это предостережет от несчастного случая при случайном прикосновении к цоколю лампы (например, во время П замены) без отключения от сети. При занулении к освещенной арматуры следует присоединить отдельные ответвления от нулевого провода, а не пользоваться с этой целью токопроводящей нулевым проводом.