Анализ условий безопасности в однофазных электрических сетях с глухозаземленным выводом источника тока

ВВЕДЕНИЕ

Цель лекции: научить слушателей правилам и методике проведения анализа и оценивания условий опасности поражения в однофазных электрических сетях, показать опасность поражения человека электрическим током в однофазных электрических сетях.

Все случаи поражения человека электрическим током в результате электрического удара, т.е. прохождения тока через тело человека, являются следствием его прикосновения не менее чем к двум точкам электрической сети, между которыми имеется напряжение. Опасность такого прикосновения оценивается, чаще всего, током, проходящим через тело человека I_Ч, или напряжением под которым он оказывается, т.е. напряжением прикосновения U_ПР, которые зависят от ряда факторов:

– схемы включения человека в электрическую сеть;

– напряжение сети;

– вида электрической сети;

– режима нейтрали электрической сети;

– качества и свойств изоляции токоведущих частей;

– видов и характеристик применяемых технических средств и способов защиты, и т.п.

Исходя из сказанного, указанная опасность неоднозначна:

– в одних случаях прикосновение человека к токоведущим частям (ТВЧ) электрической сети будет сопровождаться прохождением через него малых токов и окажется неопасным;

– в других токи могут достигать больших значений, способных вызвать смертельное поражение человека.

Для однозначного определения опасности поражения человека током при прикосновении к ТВЧ электрической сети необходимо проведение анализа.

Задачей анализа является определение зависимости, опасности прикосновения человека к ТВЧ электрической сети, т.е. напряжения прикосновения человека к ТВЧ электрической сети, т.е. напряжения прикосновения U_ПР, и тока, протекающего через тело человека I_Ч, от выше перечисленных факторов.

Эту зависимость необходимо знать при проведении оценивания той или иной сети по опасности поражения электрическим током, при выборе средств защиты и расчёте защитного заземления, зануления и т.д.

Рассмотрим однофазную двухпроводную сеть с заземленным выводом источника тока, емкостью которой относительно земли можно пренебречь.

При прикосновении к незаземленному проводу этой сети (плак.25.2а) через тело человека проходит ток

(25.5)

а напряжение прикосновения равно

(25.6)

где - сопротивление заземления провода, [Ом].

Из этих выражений видно, что при человек оказывается практически под напряжением сети. А ток, проходящий через него, имеет наибольшее значение. В данном случае мы не учитываем сопротивлений изоляции и , влияние которых весьма незначительно.

В указанном случае исключительно большое значение для снижения опасности поражения электрическим током будут иметь диэлектрические свойства изолирующих полов и обуви.

Действительно, сопротивления пола и обуви включаются последовательно с сопротивлением тела человека . С учетом их, выражение (25.6) будет иметь вид:

(25.7)

Прикосновение к заземленному проводу очень часто считают безопасным, полагая, что напряжение этого провода относительно земли незначительно.

Плакат 25.2-Прикосновение человека в однофазной двухпроводной сети с заземленным выводом источника тока: а – прикосновение к незаземленному проводу; б – прикосновение к заземленному проводу при нормальном режиме работы; в – прикосновение к заземленному проводу при коротком замыкании между проводами

На плак.25.2б показан случай прикосновения человека к заземленному проводу. Tакое прикосновение может иметь место в сетях, питаемых от однофазных измерительных, сварочных и понижающих трансформаторов, для переносных светильников или электрического инструмента, и безопасным будет не всегда. В самом деле, в указанном случае человек оказывается под воздействием напряжения , равного падению напряжения в заземленном проводе на участке от его заземления А до места касания Б:

где - ток нагрузки, проходящий по проводу;

- сопротивление провода на участке АБ.

При нормальном режиме работы сети невелико, наибольшее его значение соответствует прикосновению человека к точке С и составляет не более 5% от напряжения сети (поскольку сечение проводов выбирается из условия потери напряжения не более 10% в двух подводящих проводах).

При аварийном режиме работы сети, когда произошло короткое замыкание между проводами (плак.25.2в), ток резко возрастает и падение напряжения в проводах достигает почти 100% . При равенстве сечений обоих проводов напряжение в точке Д близко к половине напряжения сети.

Очевидно, что возрастает практически пропорционально увеличению тока в проводе и при коротких замыканиях может достигать опасных для человека значений.

Опасность поражения электрическим током в однопроводной однофазной сети с заземлённой фазой и заменой одного провода земли (рельсом)

На рис.25.3 показано прикосновение к проводу однофазной однопроводной сети, где вторым проводом является рельс или земля. По такой схеме работают сварочные установки. На рисунке - сопротивление рабочего заземления; - сопротивление изоляции фазного провода; - сопротивление пола.

Из эквивалентной схемы (рис.25.3б) имеем:

Если учесть, что значительно меньше сопротивления пола и сопротивления тела человека и им пренебречь (считать равным нулю = 0), то это выражение приобретает вид:

	Рисунок 25.3 - Прикосновение к проводу однофазной однопроводной сети с заземленной фазой и заменой одного провода землей: а – схема сети; б – эквивалентная схема замещения

Из выражения видно, что при сопротивлении пола (или земли), близком к нулю, условия поражения человека будут равнозначны прикосновению к двум проводам одновременно.

Стоя на сыром грунте с малым удельным сопротивлением или на рельсе, человек оказывается под воздействием полного напряжения сети.

Опасность эксплуатации таких сетей очевидна. Основным средством защиты в этом случае является надлежащая высота подвеса или ограждение незаземленного провода.

Дата добавления: 2014-01-15