Анализ опасности однофазных электрических сетей

Сеть изолированная от земли. Рассмотрим одну из про­стейших сетей — однофазную двухпроводную, изолированную от земли, у которой емкость проводов относительно земли можно при­нять равной нулю. Такой может быть, например, воздушная сеть до 1000 В небольшой протяженности. Нам требуется оценить опасность прикосновения человека к одному из проводов этой сети, т.е. определить напряжение Uпр, под которым окажется человек и ток, проходящий через человека, как при нормальном режиме работы сети, так и при аварийном (т.е. при замыкании какого-либо провода на землю).Считаем, что нам известны: напряжение сети U, В, и сопро­тивления изоляции проводов относительно земли r₁ и r₂, тела чело­века и замыкания провода на землю r_зм, Ом.

При нормальном режиме работы сети напряжение при­косновения, т.е. напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся к одному из проводов сети, например к проводу, 1 (рис. 2.2, а), можно определить следующим образом;

где и — токи, проходящие через сопротивления изоляции и соответственно, А. Учитывая, что т

получаем напряжение прикосновения. В:

(2.1)

а ток, проходящий через человека. А,

(2.2)

Из этих выражений можно сделать следующие два вывода:

1. Чем лучше изоляция проводов относительно земли, тем меньше опасность однофазного прикосновения к проводу.

Этот вывод будет особенно очевиден, если положить тогда (2.1) и (2.2) примут вид:

; (2.3)

. (2.4)

Подтвердим этот вывод примером.

Пример 2.1. Человек прикоснулся к проводу однофазной двухпроводной линии, изолированной от земли (рис. 2.2, а).

Дано: =1000 Ом; . Определить при следую­щих значениях r: 1, 10, 20 и 40 кОм.

Решение. По (2.3) находим напряжение прикосновения, В:

при r=1кОм ; при r =10кОм ; при r =20кОм ; при r = 40кОм . Следовательно, чем выше значение r, тем меньше .

2. Прикосновение человека к проводу с большим сопротивле­нием изоляции является более опасным.

Пример 2.2. Определить при прикосновении человека к проводу 1 (рис. 2.2, а) для двух случаев: 1) r= 40кОм, r=10кОм; 2) r= 10 кОм; r= 40 кОм. Принять r = 1000 Ом; U = 1000 В.

Решение. По (2.2) находим:

для первого случая мА;

для второго случая мА.

Следовательно, второй случай (прикосновение к проводу с меньшим сопротивлением изоляции) менее опасен.

Следует подчеркнуть, что эти выводы справедливы и для дру­гих сетей, в том числе трехфазных.

При аварийном режиме, когда один из проводов сети, напри­мер 2, замкнут на землю через сопротивление r_зм, (рис. 2.2, б), на­пряжение прикосновения и ток, проходящий через человека, при­коснувшегося к исправному проводу, определяются полученными выражениями (2.1) и (2.2), в которых должно быть заменено на r_э— эквивалентное сопротивление параллельно включенных со­противлений r₂ и r_зм, Ом,

Однако поскольку r_зм обычно мало по сравнению r₁, r₂и R_h и может быть принято равным нулю, то согласно указанным выра­жениям напряжение и ток будут

иметь наибольшие воз­можные значения:

Пример 2.3. Определить при прикосновении человека к

проводу согласно рис. 2.2, б. Данные сети приведены в примере 2.1; сопротивление замыкания провода на землю r_зм = 25 Ом.

Решение. Из выражения (2.1), вкотором заменяем r₂ на r₃

получим: при r₁ = r₂ =1 кОм и r₃= 1000 • 25/(1000 + 25) = 24,4 Ом;

При других значениях и напряжение практически не из­менится.

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

Следовательно, при аварийном режиме защитная роль изоляции про­водов практически полностью утраче­на, и поэтому опасность поражения человека током значительно выше, чем в случае прикосновения к тому же проводу сети в период ее нормальной работы.

Дата добавления: 2014-01-20