Параметры электрического тока и источники электроопасности

Электрический ток

Лекция

Основными параметрами электрического тока являются частота электрического тока f (Гц), электрическое напряжение в сети U (В), сила электрического тока I (А). С точки зрения электробезопасности важное значение имеет тип электрической сети. В настоящее время применяются следующие типы электрических сетей:

• Четырехпроводные электрические сети с глухо заземленной нейтральной точкой (рис.1). Три провода сети являются фазными проводами, а один - нейтральный рабочий провод. Нейтральная точка сети и рабочий нейтральный провод имеют соединение с землей (заземлены). Напряжение между любыми двумя фазными проводами равно линейному напряжению U_л, а между любым фазным и нейтральным проводами - фазному U_ф. Линейное и фазное напряжение связаны соотношением U_л = U_ф. Например, в сети напряжением 380/220 В линейное напряжение 380 В, а фазное 220 В. Четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью наиболее распространена как в промышленности, так и в бытовых электрических сетях.

• Трехпроводные электрические сети с изолированное нейтралью (рис.2). В этих сетях имеется три фазных провода, отсутствует нулевой рабочий провод, а нейтральная точка изолирована от земли. Эти сети нашли менее широкой распространение и используются в промышленности и технике для электроснабжения специальных технических устройств и технологических процессов.

• Однофазные электрические сети.

Электрический ток подразделяется на: постоянный и непостоянный (переменный). Токи промышленной частоты имеют частоту 50 Гц. Однако для питания ряда технических устройств, электроинструмента применяются токи и более высоких частот, например 400 Гц.

По напряжению электрический ток подразделяется на: низковольтный и высоковольтный. Высоковольтным считается напряжение свыше 1000В.

Источники электрической опасности. Электрический ток широко используется в промышленности, технике, быту, на транспорте. Устройства, машины, технологическое оборудование и приборы, использующие для своей работы электрический ток могут являться источниками опасности.

Поражение электрическим током может произойти при прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением, отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или появилось напряжение в результате случайного включения в сеть, к нетоковедущим частям, выполненным из проводящего электрический ток материала, после перехода на них напряжения с токоведущих частей.

Кроме того, возможно поражение человека электрическим током под воздействием напряжения шага при нахождении человека в зоне растекания тока на землю; электрической дугой, возникающей при коротких замыканиях; при приближении человека к частям высоковольтных установок, находящимся под напряжением, на недопустимо малое расстояние.

Человек может оказаться под воздействием напряжения прикосновения и напряжения шага.

Растекание тока в грунте (основании) возникает при замыкании, находящихся под напряжением частей электрических установок и проводов, на землю. Замыкание может произойти при повреждении изоляции и пробое фазы на корпус электроустановки, при обрыве и падении провода под напряжением на землю и по ряду других причин.

При растекании тока в грунте (основании) на поверхности земли (основания) формируется поле электрических потенциалов φ. Чем дальше от точки замыкания тока на землю, тем меньше электрический потенциал. Электрический потенциал в зоне растекания тока распределяется по гиперболическому закону

φ_Х = κ/ξ,

где κ - постоянная величина, определяемая в зависимости электрического сопротивления грунта и величины стекающего тока замыкания.

Зона растекания тока практически составляет 20 м. За пределами этой зона величины электрических потенциалов незначительны и их можно принимать нулевыми.

Напряжение прикосновения - это разность электрических потенциалов между двумя точками тела человека, возникающая при его прикосновении к токоведущим частям, корпус) электроустановки или нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением. Напряжение прикосновение (U_ПР) равно разности потенциалов, под которыми находятся рука (φ_Р) и ноги (φ_Н) человека:

U_np = φ_Р - φ_н.

Потенциал руки (φ_р) равен потенциалу корпуса, а потенциал ног (φ_Н) равен потенциалу земли, который зависит от удаленности человека от точки стекания тока в землю. Если корпус установки, оказавшейся под напряжением, изолирован от земли или человек находится на расстоянии более 20 м от точки стекания тока с корпуса в землю, то потенциал земли нулевой и напряжение прикосновения фактически равно потенциалу корпуса. Если человека находится в зоне растекания тока. Чем дальше человек находится от точки стекания тока в землю, тем меньше потенциал земли, а следовательно больше напряжение прикосновения, под которым находится человек. Если человека стоит рядом с точкой стекания тока, потенциал земли (потенциал ног) практически равен потенциалу корпуса (потенциалу руки), и напряжение прикосновения равно 0, т.е. человек в безопасности.

Напряжение шага возникает, когда человека находится в зоне растекания электрического тока в основании (земле). Если ноги человека удалены на различное расстояние от точки стекания тока, которое, как правило, определяется размером шага, то они будут находиться под различными потенциалами. В результате между ногами возникает напряжение шага, равное разности потенциалов, под которыми находятся ноги. Чем дальше находится человек от точки замыкания тока на землю, тем более пологой является кривая растекания тока, и при одной и той же величине шага напряжение прикосновение меньше.

Дата добавления: 2014-01-04