В наиболее неблагоприятных случаях, когда человек' стоит на сырой земле или на металлическом полу и в сырой обуви, т.е. когда сопротивление обуви и пола приближается к нулю, а сопротивление заземления по условиям ПУЭ не должно превышать 10 Ом, сила тока, проходящего через тело человека, будет равна
IЧ = 220/1000 = 0,22 А
что является для него смертельным.
С другой стороны, если человек обут в нетокопроводящую обувь (резиновые галоши с сопротивлением 45 кОм) и стоит на изолирующем коврике или сухом деревянном полу с Rn = 100 кОм, то сила тока, проходящего через тело человека, будет составлять
IЧ - 220/(1000 + 45 000 + 100 000 + 10) - 0,0015 А.
Сила тока 1,5 мА не опасна для человека, что убедительно доказывает, насколько важную роль для безопасности работающих на электроустановках играют нетокопроводящая обувь и изолирующие полы.
В трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 3.4) петля тока включает сопротивление самого человека, его обуви, пола, а также сопротивление изоляции проводов сети, которая в исправном состоянии должна быть не менее 500 000 Ом.
В этом случае сила тока, проходящего через тело человека, определяется по формуле
где Rиз - сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом. Эта формула справедлива в том случае, когда сопротивления каждой из фаз относительно земли одинаковы, а емкости фаз одинаковы и малы относительно земли, а по величине стремятся к нулю (например, в воздушных сетях небольшой протяженности).
Условия безопасности в этом случае находятся в прямой зависимости от сопротивления изоляции фаз относительно земли: чем качественнее изоляция, тем меньше ток, проходящий через тело человека. Однако в аварийном режиме, когда одна из фаз замыкает на землю или корпус оборудования (рис. 3.4» б) или сопротивление изоляции мало, человек может оказаться под полным линейным напряжением.
В случае аварийной ситуации, при замыкании одной из фаз на землю (RИЗ = 0), человек может оказаться под действием линейного напряжения, а сила тока, проходящего через него, будет равна
= 1,73Ч220/(1000 + 0) = 0,38 А.
В производственных условиях изоляция фазных проводов, изготовленных из диэлектрических материалов, в процессе старения, увлажнения, воздействия агрессивных сред, истирания, повреждения и т.п. изменяется неодинаково. Поэтому расчет безопасных условий эксплуатации электроустановок, осложняется вследствие необходимости учета реальных значений сопротивления изоляции каждой из фаз сети.
При больших значениях емкостей проводов относительно земли (например, в кабельных линиях) сила тока, проходяющего через тело человека, будет определяться только емкостной составляющей
где X - емкостное сопротивление одной фазы, Ом.
При наиболее неблагоприятных условиях, когда человек имеет токопроводящую обувь и стоит на токопроводящем полу, сила тока определится из выражения.
IЧ =Uф /(RЧ+RИЗ /3) =220/(1000 + 500 000/3)= 0,0013 А.
Таким образом, при прочих равных условиях прикосновение человека к одной из фаз сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем сети с, глухозаземленной нейтралью. Однако это положение справедливо лишь для нормальных режимов работы сетей.
Следовательно, вышеприведенные расчеты показывают, что использование трехфазной сети е изолированной нейтралью более безопасно только при нормальных режимах работы, а в аварийных режимах она становится опаснее сети с глухозаземленной нейтралью. Отсюда вытекает необходимость постоянного контроля сопротивления изоляции проводов.
Сети с изолированной нейтралью следует использовать только в тех случаях, когда они мало разветвлены, в сухих беспыльных помещениях без агрессивной среды и опасности повреждения изоляции проводов. Кроме того, при эксплуатации электрической сети должны обеспечиваться небольшая емкость относительно земли и постоянный контроль за ее состоянием.
Электроустановки с рабочим напряжением выше 1000 В представляют значительную опасность при прикосновении к фазе независимо от режима нейтрали. Поэтому для предотвращения поражения током необходимо исключать возможность не только касания, но и приближения человека на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением, поскольку может возникнуть искровой разряд, переходящий затем в электрическую дугу.
В электроустановках напряжением до 35 кВ нейтраль или совсем не заземляют (при низкой силе тока замыкания на землю), или заземляют через реактивную (дугогасящую) катушку, что обусловлено надежностью и экономичностью эксплуатации. При эксплуатации электроустановок с напряжением выше 35 кВ используется только сеть с глухозаземленной нейтралью.
Замыкание одной из фаз на землю может происходить при повреждении изоляции и пробое фазы на заземленный корпус электрооборудования/при падении на землю провода под напряжением и по другим причинам. Такое замыкание может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник, находящийся в контакте с землей, называется заземлителем или электродом.
В объеме земли, где протекает ток, возникает так называемая «зона растекания тока замыкания на землю» - зона земли,. за пределами которой электрический потенциал, обус ловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю , (ГОСТ 12.1.009). В соответствии с этим ток замыкания на землю - это ток, проходящий через место замыкания на землю.
Теоретически зона растекания простирается до бесконечности, однако в реальных условиях уже на расстоянии 20 м от заземлителя плотность тока растекания и потенциал практически равны нулю.
Характер потенциальной кривой растекания существенным образом зависит от формы заземлителя. Так, для одиночного полусферического заземлителя потенциал на поверхности земли будет изменяться по уравнению гиперболы.
На рис. 3.5 показана принципиальная схема распределения потенциала на поверхности земли вокруг полусферического заземлителя.
охрана труд травматизм профилактика
Растекание тока замыкания в грунте определяет характер распределения потенциалов на поверхности земли, что, в свою очередь, приводит к возникновению нового вида поражения человека, а именно попадание его под напряжение прикосновения или напряжение шага. Напряжение прикосновения может возникнуть в том, случае, если человек будет находиться на земле или на токопроводящем полу и касаться при этом корпуса заземленного электрооборудования, случайно оказавшегося под напряжением (рис. 3.6).
Человек также может оказаться под напряжением, попав в зону растекания тока в земле при обрыве провода, наличии заземляющего устройства, при ударе молнии и отекании электрического разряда в землю, повреждении изоляции проводов и т.д. Это напряжение называют напряжением шага, т.е. напряжением между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии длины шага, на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12.1.009).
Скачать реферат