Анализ опасности поражения током человека в различных электрических цепях.
Опасность поражения человека током, проходящим не менее, чем через две точки зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима работы, режима нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей. Рассмотрим опасность поражения током человека в однофазных цепях: между двумя проводами, и между между проводом и землей.
а. электрическая изолированная цепь в нормальном режиме при включении человека между двумя проводами.
Ih = U/Rh;(1)
б. изолированная цепь в нормальном режиме при включении человека между проводом и землей.
Ih = U/(2Rh + R);(2)
в. электрическая изолированная цепь в аварийном режиме и заземленная цепь в нормальном режиме. Обычно электрический провод относительно земли имеет распределенное комплексное сопротивление Z, активное R и емкостное Х.
Ih = U/(Rh + rзм);(3)
rзм <<Rh; rзм<<R2;R1>>Rh;
Ih = U/(Rh + r0)=U/Rh;(4)
r0<<Rh;
Сравнивая полученные выражения, можно сделать вывод, что наиболее безопасной является изолированная электрическая однофазная цепь в нормальном режиме при подключении человека между фазой и землёй. Это связано с тем, что в этом случае ток протекающий через человека зависит не только от сопротивления его тела, но и от сопротивления изоляции.
Рассмотрим опасность поражения человека током между фазой и землей в трехфазной сети с изолированной и глухозаземленной нейтралью в нормальном и аварийном режиме.
|
|
|
а. трехфазная цепь с изолированной нейтралью в нормальном режиме работы.
Ih = 3Uф/(3Rh + R);(1)
C1=C2=C3=0; R=R1=R2=R3 ® ¥
б. трехфазная цепь с изолированной нейтралью в аварийном режиме.
Ih = √3Uф/(Rh + rзм) = Uл/Rh;(2)
rзм<<Rh;
Сравнивая полученные выражения для схем а) и б) можно сделать вывод, что при прикосновении человека к проводу трехфазной цепи с изолированной нейтралью более опасным является аварийный режим.
в. четырехпроводная трехфазная цепь с глухозаземленной нейтралью в нормальном режиме работы.
Ih = Uф/(Rh + r0) = Uф/Rh; (3)
r0 << Rh;
г. четырехпроводная трехфазная цепь с глухозаземленной нейтралью в аварийном режиме.
Ih = Uф/(Rh + r0); (4) r0 << rзм
Ih = Uл/(Rh + rзм); (5) r0 >> rзм;
В четырехпроводной трехфазной электрической цепи с глухозаземленной нейтралью проводимость изоляции и емкостная проводимость проводов малы по сравнению с проводимостью нейтрали, поэтому при определении силы тока ими можно пренебречь. Из приведенных выражений можно сделать вывод, что в четырехпроводной трехфазной цепи с глухозаземленной нейтралью прикосновение человека к одной из фаз является опасным как в нормальном, так и в аварийном режиме, т.к. ток через человека определяется его сопротивлением и не зависит от сопротивления изоляции.
|
|
|
Причины поражения электрическим током.
Основными причинами несчастных случаев от воздействия электрического тока является:
1. случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
2. появление напряжения на металлических конструкциях, частях оборудования в результате повреждения изоляции.
3. появление напряжения на отключенных токоведущих частях, находящихся в рабочей зоне, вследствие ошибочного включения установки и возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.
Основные меры защиты человека от поражения
1. Обеспечение недоступности токоведущих частей установки, находящихся под напряжением.
2. Устранение опасности поражения током достигается применением малых напряжений.
3. Использование двойной изоляции.
4. Защитное заземление.
5. Защитное зануление.
6. Защитное отключение.
Недоступность токоведущих частей может быть обеспечена рядом способов: изоляцией токоведущих частей; размещением их на недоступной высоте; ограждением установки.
|
|
|
Применение малого напряжения используется при работе с переносным ручным электроинструментом, дрелью, переносной лампой, где в результате длительного контакта человека с корпусом оборудования повышается опасность поражения током в случае нарушения изоляции. Для устранения этой опасности необходимо инструмент питать напряжением не выше 42 В.
Двойная изоляция – это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, которая защищает человека от действия тока в случае нарушения рабочей изоляции.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления это устранение опасности поражения человека электрическим током при появлении напряжения на оборудовании т.е. при замыкании фазы на корпус. Принцип действия защитного заземления - это снижение напряжения прикосновения до безопасных значений. Защитное заземление применяется в трехфазной цепи с изолированной нейтралью с напряжением до 1000 В и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.
а) R1 = R2 = R3=1000k; r3 = 4 Ом; Uпр = Iзмr3 = (3Uфr3)/(3r3 + R)=(3Uф/R)r3=
=(660*4*10-3)/103 = 0.024 В; r3 << R;r3 – сопротивление заземления
|
|
|
б) r0 = r3 ≈ 4 Ом; Uпр = Iзм r3 = (Uф r3)/(r0 + r3) = (220*4)/(4+4)= 110 В;
r0 – сопротивление зануления.
Однако применение защитного заземления в трехфазной электрической цепи с заземленной нейтралью не снижает потенциал установки в аварийном режиме до безопасного, т.к. контурный ток протекает через малые сопротивления и. Поэтому большой ток в этом случае используют для подключения защитного отключения. Различают искусственные и естественные заземлители. В свою очередь искусственные заземлители бывают выносные (или сосредоточенные) и контурные (распределенные). Выносные заземлители размещаются вне площадки с оборудованием. Используются при малых токах замыкания на землю в установках до 1000 В. Преимущество данного типа заземлителя это возможность выбора места размещения электродов в земле с наименьшим сопротивлением. Контурные заземлители размещаются по контуру рабочей площадки. Безопасность в этом случае обеспечивается выравниванием потенциала площадки путем соответствующего размещения одиночных заземлителей. Искусственные заземлители могут быть изготовлены из стальной трубы диаметром 5 см или уголка 60x60 мм длиной 2 м.
В качестве естественных заземлителей можно использовать проложенные в земле водопроводные трубы, кроме трубопроводов с газо и взрывоопасными веществами; металлические части зданий, имеющие соединения с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенные под землей. Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования повышенной опасности при переменном напряжении выше 42 В и постоянном напряжении выше 110 В.
Занулением называется преднамеренное соединение с нулевым защитным проводом нетоковедущих частей установки, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия зануления - это превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание с большим током, способным обеспечить срабатывание схемы защиты и отключение установки от электрической цепи. Нулевой защитный проводник называется проводник, соединяющий зануляемые части установки с глухозаземленной нейтралью.
При разрыве нулевого провода между нейтралью и установкой, и наличием повторного заземления нейтрали, ток протекающий через человека будет равен
Ih = Ik rn/ Rh = (Uф rn)/(r0 + rn)Rh = (220*4)/(4+4)*1 = 110 / 1= 110мА;
При отсутствии повторного заземления и обрыве нейтрали, ток протекающий через человека равен Ik = I h
Ih = Ik = Uф/(Rh + r0) = Uф/Rh = 220/1 = 220 мА;
При наличии зануления ток будет равен
Ik' = Uф/Uпред; Rпр – сопротивление предохранителя;
Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения. Такая опасность может возникнуть при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела, повышении напряжения в сети, прикосновении человека к токоведущим частям приборов. При этом происходит повышение напряжения выше предельно допустимого, в результате чего срабатывает устройство защитного отключения (УЗО). Основными частями УЗО являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель.
Прибор защитного отключения состоит из датчика, представляющего реле максимального напряжения (РМН), с контактом 2; усилителя, предназначенного для усиления сигнала датчика, если он оказывается слабым; цепи контроля, служащая для проверки устройства отключения; вспомогательные элементы - это сигнальные лампы, измерительные приборы. Автоматический выключатель - это устройство, состоящее из катушки отключения КО с контактной группой 3, служащее для включения и выключения цепей, находящихся под нагрузкой.
Каждое устройство защитного отключения в зависимости от параметра на которое оно реагирует может быть отнесено к устройствам, реагирующим на изменение напряжения корпуса относительно земли или на ток замыкания на землю. Это устройство является дополнительной мерой защиты к заземлению или занулению.
Рассмотрим УЗО, реагирующее на напряжение корпуса относительно земли. При замыкании фазного провода на корпус (в случае заземления или зануления) на нем появляется напряжение. Если это напряжение выше предельно допустимого напряжения, то срабатывает реле максимального напряжения, которое своим контактом 2 подключает катушку отключения КО. В свою очередь КО своими контактами 3 отключает установку от электрической цепи.
Средства защиты, применяемые в электроустановках.
В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают условия, при которых даже самое совершенное их выполнение не обеспечит безопасную работу, и поэтому требуются применение специальных средств защиты. Такими средствами защиты являются приборы и приспособления, которые делятся на три группы: изолирующие, ограждающие и предохранительные.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 717; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!