Однофазное включення людини в електричну мережу. Електробезпека - усвідомлена необхідність

Велика Енциклопедія Нафти і Газу. Схеми включення людини в електричний ланцюг

6.2.3. Схеми включення людини в ланцюг струму

Схеми включення в ланцюг струму можуть бути різними. Однак найбільш характерними є схеми включення: між двома фазами і між однією фазою і землею (рис.1). Зрозуміло, у другому випадку передбачається наявність електричного зв'язку між мережею та землею.

Перша схема відповідає двофазному дотику, а друга - однофаз.

Напруга між двома провідними частинами або між провідною частиною і землею при одночасному дотику до них людини або тварини називається напругою дотику (Uпр).

Двофазне дотик, при інших рівних умовах, більш небезпечно, оскільки до тіла людини прикладається найбільша в даній мережі напруга - лінійне, а струм через людини, опиняючись незалежним oт схеми мережі, режиму нейтралі і інших чинників, має найбільше значення:

де - лінійна напруга, т.e. напруга між фазними проводами мережі, В;

Uф - фазна напруга, тобто напруга між початком і кінцем однієї обмотки джерела струму (трансформатора або генератора) або між фазним і нульовим проводами мережі, В;

Rh - опір тіла людини, Ом.

Мал. 6.1. Випадки дотику людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою: а - двофазне включення: б і в- однофазні включення

Випадки двофазного дотику відбуваються дуже рідко і не можуть служити підставою для оцінки мереж за умовами безпеки. Вони бувають зазвичай в установках до 1000 В в результаті роботи під напругою, застосування несправних захисних засобів, а також експлуатації обладнання з необгородженими голими струмоведучих частин (відкриті рубильники, незахищені затискачі зварювальних трансформаторів і т.п.).

Однофазное дотик, при інших рівних умовах, є менш небезпечним, ніж двофазне, оскільки струм, що проходить через людину, обмежується впливом багатьох чинників. Однак однофазное дотик виникає значно частіше і є основною схемою, при якій відбувається ураження людей струмом в мережах будь-якого напруження. Тому нижче аналізуються лише випадки однофазного дотику. При цьому розглядаються обидві дозволені до застосування мережі трифазного струму напругою до 1000 В: чотирипровідна з глухозаземленою нейтраллю і трехпроводная з ізольованою нейтраллю.

6.2.4. Трифазні мережі з глухозаземленою нейтраллю

В трифазного чьотирьох мережі з глухозаземоенной нейтраллю обчислення напруги доторку Uпр, і струму Ih що проходить через людину, в разі дотику до однієї з фаз (рис. 6.2) найпростіше виконати символічним (комплексним) методом.

Розглянемо найбільш загальний випадок, коли опору ізоляції проводів, так само як і ємності проводів відносно землі не рівні між собою, тобто

r1 ≠ r2 ≠ r3 ≠ rн; С1 ≠ С2 ≠ С3 ≠ Сп ≠ 0,

де r1, r2, r3, rн - опір ізоляції фазних L і нульового (поєднаного) PEN проводів, Ом;

C1, C2, C3, Cн - розосереджені ємності фазних L і нульового (поєднаного) PEN проводів відносно землі, Ф.

Тоді повні провідності фазних і нульового проводів щодо землі в комплексній формі будуть:

де w - кутова частота, рад / с;

j - уявна одиниця, рівна ().

Мал. 6.2. Дотик людини до фазного проводу трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю при нормальному режимі роботи: а - схема мережі; б - еквівалентна схема; L1, L2, L3, - фазні провідники; PEN - нульовий (суміщений) провід.

Повні провідності заземлення нейтрали і тіла людини дорівнюють відповідно

де r0 - опір заземлення нейтрали, Ом.

Ємнісної складової провідності людини можна знехтувати через її малої величини.

При дотику людини до однієї з фаз, наприклад до фазного провідника L1, напруга, під яким він виявиться, визначиться виразом

Струм знайдеться за формулою

де - комплексне напруга фази 1 (фазна напруга), В;

Комплексне напруга між нейтраллю джерела струму і землею (між точками 00 "на еквівалентній схемі).

Користуючись відомим методом двох вузлів, можна виразити таким чином:

Маючи на увазі, що для симетричному трифазному системи

де Uф - фазна напруга джерела (модуль), В;

а - фазовий оператор, що враховує зрушення фаз, де

матимемо рівність

Підставивши це значення в (6.1), отримаємо шукане рівняння напруги дотику в комплексній формі, що впливає на людину, доторкується до фазного провідника L1 трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю:

Струм, що проходить через людину, отримаємо, якщо помножимо цей вислів на Yh:

При нормальному режимі роботи мережі провідність фазних і нульового проводів щодо землі в порівнянні з провідністю заземлення нейтрали має вельми малі значення і з деяким допущенням може бути прирівняна до нуля, тобто

Y1 \u003d Y2 \u003d Y3 \u003d Yн \u003d 0

У цьому випадку рівняння (6.2) і (6.3) значно спростяться. Так, напруга дотику дорівнюватиме

або (в дійсній формі)

а струм дорівнює

Згідно з вимогами ПУЕ значення опору r0 не повинно перевищувати 8 Ом, опір ж тіла людини Rh, не опускається нижче декількох сотень ом. Отже, без великої помилки в рівняннях (6.4) і (6.5), можна знехтувати значенням r0 і вважати, що при дотику до однієї з фаз трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю людина виявляється практично під фазною напругою Uф, і струм, що проходить через нього, дорівнює частці від ділення Uф на Rh.

З рівняння (6.5) випливає ще один висновок: струм, що проходить через людину, доторкується до фази трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю в період нормальної її роботи, практично не змінюється зі зміною опору ізоляції і ємності проводів відносно землі, якщо зберігається умова, що повні провідності проводів відносно землі дуже малі в порівнянні з провідністю заземлення нейтралі мережі.

В цьому випадку істотно підвищують безпеку опору взуття, грунту (статі) та інші опору в електричному ланцюзі людини.

Глухе замикання на землю в мережі з глухозаземленою нейтраллю мало змінює напругу фаз щодо землі.

При аварійному режимі, коли одна з фаз мережі, наприклад фазний провідник L3 (рис.6.3, а), замкнута на землю через відносно мала активний опір rзм, а людина доторкається до фазного провідника L1, рівняння (6.2) прийме наступний вигляд:

Тут також приймаємо, що Y1, Y2 і Yн малі в порівнянні з Y0, тобто прирівняні до нуля.

Провівши відповідні перетворення і враховуючи, що

отримаємо напругу дотику в дійсній формі

Для спрощення цього виразу допустимо, що

В результаті отримаємо остаточно, що напруга Uпр одно

Струм, що проходить через людину, визначається за формулою

Мал. 6.3. Дотик людини до фазного проводу трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю при аварійному режимі: а - схема мережі; б - векторна діаграма напруг.

Розглянемо два характерних випадку.

Якщо опір замикання проводів на землю rзм вважати рівним нулю, то рівняння (6.6) набуде вигляду

Отже, в даному випадку людина виявиться під впливом лінійної напруги мережі.

2. Якщо прийняти рівним нулю опір заземлення нейтрали r0, то з рівняння (6.6) отримаємо, що Unp \u003d Uф, тобто напруга, під яким виявиться людина, дорівнюватиме фазній напрузі.

Однак в практичних умовах опору rзм і r0 завжди більше нуля, тому напруга, під яким опиняється людина, що доторкнеться в період аварійного режиму до справного фазного проводу трифазної мережі з заземленою нейтраллю, завжди менше лінійного, але більше фазного, тобто

\u003e Uпр\u003e Uф. (6.8)

Це положення ілюструється векторною діаграмою, наведеною на рис. 6.3, б і відповідної розглянутого випадку. Слід зазначити, що цей висновок випливає також з рівняння (6.6). Так, при невеликих значеннях rзм і r0 в порівнянні з Rh, перших складових в знаменнику можна знехтувати. Тоді дріб при будь-яких співвідношеннях rзм і r0 буде завжди більше одиниці, але менше, тобто отримаємо вираз (6.8).

studfiles.net

Аналіз небезпеки ураження струмом у різних електричних мережах

Проходження струму через людини, є наслідком його дотику не менше, ніж до двох точках електричного кола, між якими є деяка різниця потенціалів (напруга).

Небезпека такого дотику неоднозначна і залежить від ряду факторів:

схеми включення людини в електричний ланцюг;

напруги мережі;

схеми самої мережі;

режиму нейтралі мережі;

ступеня ізоляції струмоведучих частин від землі;

ємності струмоведучих частин щодо землі.

Класифікація мереж напругою до 1000 В

однофазні мережі

Однофазні мережі розділяться на двопровідні і однопровідні.

двопровідні

Двопровідні мережі діляться на ізольовані від землі і з заземленим проводом.

Ізольовані від землі

З заземленим проводом

Дані мережі широко використовуються в народному господарстві, починаючи з харчування малим напругою переносного інструменту і закінчуючи харчуванням потужних однофазних споживачів.

однопровідні

У разі однопровідною мережі, роль другого проводу виконує земля, рейок і т.д.

Однофазна мережа. однопровідна

Основне застосування дані мережі отримали в електрифікованому транспорті (електровози, трамваї, метро і т.д.).

трифазні мережі

Залежно від режиму нейтралі джерела струму і наявності нейтрального або нульового провідника можуть бути виконані за чотирма схемами.

Нейтральна точка джерела струму - точка, напруги на якій щодо всіх фаз однакові за абсолютним значенням.

Нульова точка джерела струму - заземлена нейтральна точка.

Провідник, приєднаний до нейтральної точки, називається нейтральним провідником (нейтраллю), а до нульової точки - нульовим провідником.

1. трипровідна мережа з ізольованою нейтраллю

2. трьохпровідний сісти з заземленою нейтраллю

3. Чотирьох дротова мережа з ізольованою нейтраллю

4. Чотирьох дротова мережа з заземленою нейтраллю

При напрузі до 1000В в нашій країні використовуються схеми «1» і «4».

Схеми включення людини в електричний ланцюг

Двофазне дотик - між двома фазами електричної мережі. Як правило, найбільш небезпечне тому, має місце бути лінійна напруга. Однак дані випадки досить рідкісні.

Однофазное дотик - між фазою і землею. При цьому передбачається наявність електричного зв'язку між мережею та землею.

Детальніше про схеми включення людини в ланцюг см. Долін П.А. Основи техніки безпеки в електроустановках.

однофазні мережі

Ізольована від землі

Чим краще ізоляція проводів відносно землі, тим менше небезпека однофазного дотику до дроту. Дотик людини до проводу з великим електричним опором ізоляції небезпечніше.

При замиканні проводи на землю, людина доторкнеться до справного дроту, виявляється під напругою, рівним майже повного напрузі лінії, незалежно від опору ізоляції проводів.

З заземленим проводом

В даному випадку, людина виявляється практично під повним напругою мережі.

У нормальних умовах дотик до заземлених проводу практично не небезпечно.

При короткому замиканні напруга на заземленому дроті може досягати небезпечних значень.

трифазні мережі

З ізольованою нейтраллю

Небезпека дотику визначається повним електричним опором проводів відносно землі, зі збільшенням опору, небезпека дотику зменшується.

Напруга дотику практично дорівнює лінійній напрузі мережі. Найбільш небезпечний випадок.

З заземленою нейтраллю

Людина в даному випадку виявляється практично під фазною напругою мережі.

Величина напруги дотику лежить між лінійним і фазною напругою, залежить від співвідношення між опором замикання на землю і опором заземлення.

Заходи забезпечення електробезпеки

Виключення контакту людини з струмоведучими частинами. Релаізуется за допомогою розташування струмоведучих частин в недосяжних місцях (на висоті, в кабельних каналах, коробах, трубах і т.д.)

Використання малих напруг (12, 24, 36 В). Наприклад, для харчування ручного інструменту в приміщеннях з підвищеною небезпекою ураження електричним струмом.

Застосування засобів індивідуального захисту. Перед застосуванням ЗІЗ необхідно обов'язково переконатися в їх справності, цілісності, а також перевірити терміни попередньої та подальшої перевірки інструменту.

Основні захисні засоби забезпечують безпосередню захист від ураження електричним струмом. Додаткові захисні засоби не можуть самостійно забезпечити безпеку, але можуть допомогти при використанні основних засобів.

Захисне заземлення - навмисне електричне з'єднання металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою, з землею або її еквівалентом (популярно про заземлення на geektimes.ru).

У мережах до 1000 В захисне заземлення застосовується в мережах з ізольованою нейтралью.Прінціп дії полягає в зменшенні до безпечного значення напруги дотику.

Коли заземлення неможливо, з метою захисту вирівнюють потенціал підстави на якому стоїть людина і обладнання, шляхом підвищення. Наприклад, з'єднання ремонтної кошика з фазним провідником ЛЕП.

Заземлители діляться на: a. Штучні, призначені для цілей заземлення безпосередньо. b. Природні, що знаходяться в землі металеві предмети іншого призначення, котор

jurik-phys.net

Схеми включення людини в ланцюг електричного

В процесі експлуатації електроустановок не виключена можливість дотику людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою. У більшості випадків небезпечно дотик до струмоведучих годину тин трапляється, коли людина стоїть на землі, а взуття. П має деяку електропровідність.

В умовах туристського комплексу. Найбільш типові дві схеми включення тіла людини в електричному ланцюзі :. Між двома проводами 1 між проводом і землею. У трифазних мережах змінного струму перша схема н називається - двофазним включенням, а друга - однофазним. У готельному господарстві, крім трифазних мереж змінного струму, широко застосовуються однофазні для харчування різних побутових приладі в (пилососів, холодильників, утюговк).

Схема включення людини в однофазну двухпроводную мережу, ізольовану від землі, наведена на рис 41

Рис 41. Дотик людини до проводу однофазної двухпроводной мережі при режимі її роботи: а - нормальному б - аварійному ,. А, N - позначення проводів

Подібні мережі одержуваних за допомогою розділових трансформаторів. При нормальному режимі роботи і якісної ізоляції проводів дотик одного з них зменшує небезпеку ураження електричним струмом

При аварійному режимі (ріс41, б), коли один з проводів замкнутий на землю, ізоляція виявляється шунтовані опором замикання проводу на землю, яке як завжди настільки мала, що може бути прийнято рівним нулю. Для створення однофазних двопровідних мереж заземленим проводом застосовують однофазні трансформатори, а для отримання напруги 220. Внутрьохфазній мережі приєднуються до фазного та нульового го проводів. В обох випадках виникає електричний ланцюг, одним з ділянок якого є тіло людини. Шлях струму через тіло людини в першому випадку може бути "рука - нога", а в другому - "рука - рука" Возможн е і інші випадки включення людини в електричний ланцюг, наприклад, торкання струмоведучих частин особою, головою, шиєю або включення на шляху струму "нога - нога нога".

Трифазні чотирипровідні мережі з заземленою нейтраллю. При двофазному (двополюсний) дотику людина опиняється під повним робочим напругою установки. При однополюсного дотику, який буває частіше ток залежить не тільки від напруги установки і опору тіла людини, але і від режиму нейтралі, стану ізоляції мережі, статі, взуття человекні.

Розглянемо особливості різних електричних мереж. У туристичному комплексі поширені чотири провідні мережі з наглухо заземленою нейтраллю напругою до 1000 В, наприклад 380/220. В. Джерелом живлення служить у трифазний понижуючий трансформатор, вторинні обмотки якого з'єднані "зіркою" Наглухо заземлена нейтраль вторинної обмотки понижувального трансформатора (наприклад, 1000/400. В) обумовлює режим, при я кому напруга будь-якої фази вторинної мережі щодо землі не перевищує фазної напруги, тобто для трансформатора з напругою 400. В воно буде не більше 230. В (у споживача 220. В). Крім того, у разі порушення ізоляції між первинною і вторинною обмотками при робочому заземлении нейтрали висока напруга, переходить до вторинної мережі по відношенню до землі, значно знижується завдяки н евелікому опору заземлення нейтрали (2,4,8. Ом і більше для напруги 660, 380 і 220. У трифазної мережі (Держстандарт 121030-81) 0-81)).

Спрощена схема, яка пояснює однополюсний дотик людини до чьотирьох мережі з глухим заземленням нейтралі джерела живлення (трансформатора або генератора), представлена \u200b\u200b?? на рис 42

Рис 42. Однофазное включення людини в мережу з наглухо заземленою нейтраллю джерела живлення (трансформатора)

Через малий опір розтікання струму робочого заземлення нейтрали в порівнянні з опором тіла людини воно дорівнює нулю. Дотик людини, що стоїть на землі (або на заземленою конструкції, підлозі), обумовлює замкнутий електричний ланцюг: обмотка джерела живлення - провід лінії - тіло людини - земля - \u200b\u200b?? провід - робоче заземлення - обмотка джерела. На ділянці кола "тіло людини" на нього діє фазна напруга мережі 220. В. Якщо при цьому взуття людини електропровідне, то підлогу або конструкція, на якій вона стоїть, також будуть електропровідними, і практично вся та напруга буде докладено до людини по шляху в "рука - ноги" Якщо в несприятливих умовах опір тіла людини буде 1000. Ом, то через неї пройде струм, рівний 220 мА, що смертельно небезпечно для неї. Якщо ж опір взуття і підлоги в сумі виявляться пір івнянніми з опором тіла людини, то струм через нього буде менше. Наприклад, при великому опорі ділянки "взуття - підлога" (10 000. Ом) струм через людини буде 20 мА є значно менш небезпечним, але в іклікае біль, судоми, а в деяких випадках неможливість потерпілого самостійно звільнитися від дії струму. Це доводить, що однофазний дотик людини до мережі наглухо заземленою нейтраллю завжди небі зпечниезпечній.

На практиці експлуатації електроустановок можливі випадки замикання на землю струмоведучих частин, наприклад через корпус електроприймача або металеву конструкцію електропроводки. Якщо таке замикання я виявиться глухим, тобто малий перехідний опір, то установка через однофазне коротке замикання відключається максимальним струмкова захистом (перегорає плавкахвставка запобіжника або відключається а втоматічній вимикач). Після цього нормальний режим роботи інший електромережі восстанавліваетсяся.

Гранично допустимі рівні напруги дотику і струму при аварійному режимі роботи виробничих і побутових електроустановок в туркомплексах напругою до 1000. В і частотою 50. Гц не повинні перевищувати зна ень, наведених в табл 41 (Держстандарт 121038-82-82).

таблиці 41

Гранично допустимі рівні напруги дотику і струму

нормована величина	Тривалість дії струму, з	нормована величина

Трифазні мережі з ізольованою від землі нейтраллю

Розміщення електричної енергії на другу сходинку електропостачання виробничих підприємств, міста і селища здійснюється за допомогою кабельних (в містах), або повітряних (в селищах) ліній при номінальні й напрузі електроприймачів (знижувальних трансформаторів підприємств, житлових масивів) при 6 10 або 35 кВ. Ці електричні мережі роблять з ізольованими від землі нейтралями I фазами джерел живлення (трансформаторів районних підстанцій енергосистеми) або нейтралями, заземленими через значні індуктивні опору, включаються для зменшення ємності складових струму однофазного замикання на землюлю.

При однофазному замиканні на землю в мережі з ізольованою від землі нейтраллю в місці замикання на землю протікати струм, який викликаний робочою напругою установки і провідність фаз щодо землі

мережах з ізольованою нейтраллю досить ефективні при порівняно невеликій їх протяжності. У цьому випадку ємність проводів відносно землі ми можемо прийняти рівною нулю, а опір проводів досить великим

На рис 43 показано включення людини в трифазних мережах з ізольованою нейтраллю

Рис 43. Дотик людини до проводу трифазної 3-провідної мережі з ізольованою нейтраллю при нормальному режимі роботи :. А. В ,. С - позначення проводів

У мережах з ізольованою нейтраллю при нормальній роботі небезпека ураження електричним струмом людини, доторкнулася до однієї з фаз залежить від опору провідника щодо землі, тобто зі збільшенням ням опору небезпека уменьшаетсяя.

Захисне заземлення - один із захисних заходів проти ураження людини електричним струмом при дотику до металевих НЕ струмоведучих частин з пошкодженою ізоляцією (наприклад, замикання на корпус). Мета такого заземлення полягає в навмисному електричному з'єднанні із землею або. ТИ еквівалентом металевих НЕ струмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою, за допомогою заземлених пристроїв їв (сукупність заземлювача і заземлюючих провідників). Як заземлитель служить один або кілька металевих електродів (наприклад, сталевих стрижнів, труб), які знаходяться в землі, забезпечуючи досить малий перехідний опір. Опір заземленого пристрою називають сумарним опором, що складається з опору розтікання струму заземлювача і опору заземленого проводнікаків.

Розглянемо дію захисного заземлення. Якщо корпус електродвигуна (апарату оболонки кабелю) не має надійного з'єднання з землею і в результаті пошкодження ізоляції має контакт з струмопровідної частиною ю, то станеться однофазное включення людини в ланцюг струму.

У мережі при замиканні на корпус виникає однофазне замикання на землю

Внаслідок відносно невеликого струму, який протікає на землю, встановлення захистом не відключиться і надалі працювати в аварійному режимі. Але через корпус машини або апарату з пошкодженою ізоляцією ю протікати струм, і між корпусом 1 землею з'явиться напруга щодо землі (рис 44.4).

Рис 44. Замикання на корпус електродвигуна, підключеного до мережі з ізольованою нейтраллю

Людина, виявиться під напругою дотику, може бути значним і залежить від того, де знаходяться ноги людини, а також від електричної провідності (опору) взуття. Як завжди напруга дотику менше н напруги щодо земліі.

Таким чином, розмір величини напруги заземленого корпусу щодо землі, а отже, і напруга дотику залежать від опору землі, і напруга дотику залежить від опору заземленого пристрою. Для того щоб напруг га зіткнення була по можливості мінімальною, потрібно мати малий опір заземленого пристрою електроустановки не заземлюють при напрузі 42. В і нижче змінного струму 1110 в і нижче постійного струму в усіх приміщень еннях і умовах роботи без підвищеної опасностікі.

Частини електрообладнання, що підлягають заземленню. Заземлення підлягають: корпуси електричних машин, трансформаторів, апаратів; приводи електричних апаратів і вторинні обмотки зварювальних трансф орматорів; каркаси розподілених щитів, щити управління, освітлювальних і силових шаф; металевих конструкцій розподілених пристроїв кабельних ліній. Заземлення не підлягають: арматура підвісних і опорних х ізоляторів; кронштейни і освітлювальна арматура при установці їх на дерев'яних опорах і конструкціях; електрообладнання, яке встановлено на металевих заземлених конструкціях, якщо в місцях контакт в зв'язку з ними металевих НЕ струмоведучих частин електроустаткування забезпечений надійний електричний контакт. Не підлягають заземленню також корпусу приладів і реле, встановлених на щитах, в шафах 1. Стінка камер розподільних пристроїв; корпусу електроприймачів з подвійною або посиленою ізоляцією, наприклад, електродрилі, пральних машин, електробрітітв.

замулення в електроустановках і мережах напругою до 1000 В називається навмисне електричне з'єднання металевих неструмоведучих елементів установки, нормально ізольованих від струмопровідних частин, які не перебувають під напругою (корпуси електроустаткування, кабельних конструкцій), з нульовий захисний провідник.

Нульовим захисним провідником в електроустановках напругою до 1000 В є провідник, який з'єднує занулені частини (корпуса електроустаткування) з наглухо заземленою нейтраллю точкою обмотки джерела струму розуму (генератора або трансформатора) або її еквівалентом (ГОСТ 121030-811. Держстандарт 121009-76-76) .

В електроустановках з наглухо заземленим нульовим проводом при замиканні на занулені металеві конструкційні неструмо-провідники повинно бути забезпечено автоматичне відключення обладнання з пошкоджень. Дженні ізоляцією, оскільки при цьому виникає однофазного короткого замикання.

Нульові захисні дроти заземляють безпосередньо в джерелах живлення, тобто на підстанціях або електростанціях. Крім основного робочого заземлення нейтрали, слід виконувати повторні заземлення нульового проводу в мережі, знижує опір заземлення нейтрали і служить резервним заземленням при обриві нульового заземлення проводу (рис 45.5).

Рис 45. Принципова схема захисного замулення: 1 - електроустановка, 2 - максимальний струменевий захист

Повторні заземлення на повітряних лініях роблять через кожні 250 м їх довжини, на їх кінцях, у розгалужень і відгалужень від магістралей високовольтних ліній при довжині відгалужень 200 м 1 більше, а також у вводів повітряних магістралей в. Будіна.

При електропостачанні по кабельних лініях напругою 380/220. В повторне заземлення нульового проводу виконується в введенні в приміщення, в яких передбачається пристрій занулення електроприладів в числі іні цих приміщень повинна бути магістраль повторного заземлення нульового проводу, до якої приєднується належні занулення об`єкти.

Для повторного заземлення нульового проводу слід по можливості використовувати природні заземлювачі, за винятком мереж постійного струму, де повторні заземлення повинні бути з використанням тільки ис чеських заземлювачів. Опір заземлювального пристрою кожного з повторних заземлень не повинно бути більше 10. Вм.

З огляду на, що за нульового проводу навіть при нерівномірному навантаженні проходить струм, значно менше, ніж в фазних проводах, перетин нульового робочого проводу для чотирьох провідних магістралей вибирається рівним приблизно. Половині перерізу фазних проводів. В однофазних відгалуженнях від магістралей фаза - нуль перетину нульового проводу має бути таким же, як і фазного, тому що по ньому прох одіть струм, рівний струму фазного проводу.

Опір занулених проводів повинен бути настільки малим, щоб при замиканні фази на корпус струм однофазного короткого замикання був достатній для миттєвого спрацьовування захисту максимального струму згідно але. ПУЕ струму ланцюга фаза - нуль при замиканні на корпус повинен не менше ніж в 3 рази перевищувати номінальний струм відповідного плавкого предохранітелька.

При захисті електроустановки автоматичним вимикачем занулюючих провід вибирають з таким розрахунком, щоб в петлі фаза - нуль забезпечити струм короткого замикання, який не перевищує вставку струму спр рацьовування вимикача в 1,4 раз.

Удвох провідних відгалуженнях фаза - нуль, що живлять однофазні електроприймачі, захисний апарат (запобіжник, однополюсні вимикачі) встановлюють тільки на фазному проводі, якщо в цьому відгал луженні є частини, які підлягають занулення. З метою електробезпеки при монтажі лампових патронів фазний провід приєднується до центрального контакту патрона (п'яти), а нульовий - до нарізної частини патрона. Це застереже від нещасного випадку при випадковому торканні цоколя лампи (наприклад, при. П заміни) без відключення від мережі. При зануленні доосвітленій арматури слід приєднати окремому ми відгалуження від нульового проводу, а не користуватися з цією метою струмопровідних нульового проводадом.

uchebnikirus.com

Презентація на тему: ВИДИ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ

Земля 01 - в загальному випадку еквіпотенціальний провідник.

UАЗ UВЗ UСЗ - напруги фаз відносно землі.

а - фазний оператор трифазної системи, що враховує зрушення фаз

Електричні параметри, що характеризують зв'язок мережі з землею:

опір ізоляції,

ємність щодо землі,

заземлення.

ОПІР ІЗОЛЯЦІЇ

Rи - показник здатності ізоляційних конструкцій пропускати електричний струм під дією прикладеного до цих конструкцій постійної напруги

ЄМНІСТЬ ЩОДО ЗЕМЛІ

Можливі схеми включення людини в електричний ланцюг

1.Двухполюсное дотик.

2.Однополюсное дотик.

3.Остаточний заряд.

5.Електріческій пробою повітряного зазору.

6.Наведенний заряд.

7.Заряд статичної електрики.

studfiles.net

Схема - включення - людина

сторінка 1

Схеми включення людини в ланцюг струму можуть бути різними.

Схеми включення людини в ланцюг струму можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві з них: між двома проводами і між проводом і землею. Стосовно до найбільш поширеним трифазним мереж змінного струму першу схему зазвичай називають двофазним включенням, а другу - однофазним.

Схеми включення людини в ланцюг струму можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві з них: між двома проводами і між проводом і землею.

На рис. 4.13 показана схема включення людини в однофазну мережу з ізольованою нейтраллю.

Напруга дотику залежить від напруги-ня мережі, її схеми, режиму нейтралі, схеми включення людини в електричний ланцюг, ступеня ізоляції струмоведучих частин від землі.

Однофазное (однополюсное) дотик виникає значно частіше, ніж двофазне, тому цією схемою включення людини в електричну мережу приділено основну увагу.

В умовах технологічних цехів напруга дотику залежить від напруги мережі, її схеми, режиму нейтралі, схеми включення людини в електричний ланцюг, ступеня ізоляції струмоведучих частин від землі.

В умовах технологічних цехів напруга дотику залежить від напруги мережі, її схеми, режиму нейтралі, схеми включення людини в ланцюг, ступеня ізоляції струмоведучих частин від землі. В опір електричного кола людини входять опір тіла людини, опір взуття, статі або грунту, на якому він стоїть. При будь-якому однофазном включенні людини в ланцюг він стосується підлоги чи грунту, тому опір опорної поверхні істотно впливає на значення струму, що проходить через людину. Разом з тим в процесі експлуатації обладнання не можна повністю розраховувати на захисні властивості опорних поверхонь, які в разі пошкоджень можуть втратити електричний опір, дуже висока в нормальному стані.

Схеми включення людини в електричний ланцюг можуть бути двополюсними і однополюсними.

Електроустановки виробляють, перетворюють, розподіляють і споживають електроенергію. При їх експлуатації людина може опинитися в сфері дії електромагнітного поля або в безпосередньому зіткненні з струмоведучими-ми частинами, в результаті чого по його тілу буде протікати електричний струм. Це може призвести до ураження людини. Небезпека ураження залежить від величини струму, тривалості впливу, роду струму (постійний чи змінний), частоти, шляху струму (схеми включення людини в електричний ланцюг), навколишнього середовища і ряду інших чинників.

Сторінки: 1

www.ngpedia.ru

Аналіз небезпеки ураження струмом у різних електричних мережах. Електробезпека

Випадки ураження людини струмом можливі лише при замиканні електричного кола через тіло людини або, інакше кажучи, при дотику людини не менш ніж до двох точках ланцюга, між якими існує деяка напруга.

Небезпека такого дотику, оцінюється величиною струму, що проходить через тіло людини, або ж напругою дотику, залежить від ряду факторів: схеми включення людини в ланцюг, напруги мережі, схеми самої мережі, режиму її нейтралі, ступеня ізоляції струмоведучих частин від землі, а також від величини ємності струмоведучих частин щодо землі і т. п.

Схеми включення людини в ланцюг можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві схеми включення: між двома проводами і між одним проводом і землею (рис. 68). Зрозуміло, у другому випадку передбачається наявність електричного зв'язку між мережею та землею.

Стосовно до мереж змінного струму першу схему зазвичай називають двофазним включенням, а другу - однофазним.

Двофазне включення, т. Е. Дотик людини одночасно до двох фаз, як правило, більш небезпечно, оскільки до тіла людини прикладається найбільша в даній мережі напруга - лінійне, і тому через людини піде більший струм:

де Ih - струм, що проходить через тіло людини, А; Uл \u003d √3 Uф - лінійна напруга, т. Е. Напруга між фазними проводами мережі, В; Uф - фазна напруга, т. Е. Напруга між початком і кінцем однієї обмотки (або між фазним і нульовим проводами), В.

Мал. 68. Випадки включення людини в ланцюг струму: а - двофазне включення; б, в - однофазні включення

Неважко уявити, що є двофазним включення є однаково небезпечним в мережі як з ізольованою, так і з заземленою нейтралями.

При двофазному включенні небезпека ураження не зменшиться і в тому випадку, якщо людина надійно ізольований від землі, т. Е. Якщо він має на ногах гумові калоші або боти або стоїть на ізолюючому (дерев'яному) підлозі, або на діелектричному килимку.

Однофазное включення відбувається значно частіше, але є менш небезпечним, ніж двофазне включення, оскільки напруга, під яким опиняється людина, не перевищує фазного, т. Е. Менше лінійного в 1,73 рази. Відповідно менше виявляється струм, що проходить через людину.

Крім того, на величину цього струму впливають також режим нейтралі джерела струму, опір ізоляції і ємність проводів відносно землі, опір підлоги, на якому стоїть людина, опір його взуття і деякі інші фактори.

В трифазного трехпроводной мережі з ізольованою нейтраллю струм, що проходить через людину, при дотику до однієї з фаз мережі в період її нормальної роботи (рис. 69, а) визначається наступним виразом в комплексній формі (А):

де Z - комплекс повного опору однієї фази відносно землі (Ом):

тут r і С - відповідно опір ізоляції проводу (Ом) і ємність проводу (Ф) щодо землі (прийняті для спрощення однаковими для всіх проводів мережі).

Мал. 69. Дотик людини до проводу трифазної трехпроводной мережі з ізольованою нейтраллю: а - при нормальному режимі; б - при аварійному режимі

Струм в дійсній формі дорівнює (А):

, (35)

Якщо ємність проводів відносно землі мала, т. Е. С \u003d 0, що зазвичай має місце в повітряних мережах невеликої довжини, то рівняння (35) набуде вигляду

, (36)

Якщо ж ємність велика, а провідність ізоляції незначна, т. Е. R ≈ ∞, що зазвичай має місце в кабельних мережах, то відповідно до виразу (35) струм через людини (А) буде:

, (37)

де хс \u003d 1 / wC - ємнісний опір, Ом.

З виразу (36) випливає, що в мережах з ізольованою нейтраллю, що володіють незначною ємністю між проводами і землею, небезпека для людини, доторкується до однієї з фаз в період нормальної роботи мережі, залежить від опору проводів щодо землі: зі збільшенням опору небезпека зменшується.

Тому дуже важливо в таких мережах забезпечувати високий опір ізоляції і контролювати її стан з метою своєчасного виявлення та усунення несправностей, що виникли.

Однак в мережах з великою ємністю щодо землі роль ізоляції проводів в забезпеченні безпеки дотику втрачається, що видно з рівнянь (35) і (37).

При аварійному режимі роботи мережі, т. Е. Коли виникло замикання однієї з фаз на землю через малий опір ГЗМ струм через людини, доторкується до здорової фазі (рис. 69, б), буде (А):

, (38) а напруга дотику (В):

, (39)

Якщо прийняти, що rзм \u003d 0 або принаймні вважати, що ГЗМ< Rh (так обычно бывает на практике), то согласно выражению (39)

, (40)

т. е. людина виявиться під лінійною напругою.

У дійсних умовах ГЗМ\u003e 0, тому напруга, під яким виявиться людина, що доторкнеться в аварійний період до справної фазі трифазної мережі з ізольованою нейтраллю, буде значно більше фазного і дещо менше лінійної напруги мережі. Таким чином, цей випадок дотику в багато разів небезпечніше дотику до тієї ж фазі мережі при нормальному режимі

роботи [см. рівняння (36) і (39), маючи на увазі, що r / 3\u003e rзм].

В трифазного чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю провідність ізоляції і місткість провідність проводів відносно землі малі в порівнянні з провідністю заземлення нейтрали, тому при визначенні струму через людини, що стосується фази мережі, ними можна знехтувати.

При нормальному режимі роботи мережі струм через людини буде (рис. 70, а):

, (41)

де г0 - опір заземлення нейтрали, Ом.

Мал. 70. Дотик людини до фазного проводу трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю: а - при нормальному режимі; б - при аварійному режимі

У звичайних мережах r0< 10 Ом, сопротивление тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнении (41) можно пренебречь значением г0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh

Звідси випливає, що дотик до фази трифазної мережі з заземленою нейтраллю в період нормальної її роботи небезпечніше, ніж дотик до фази нормально працюючої мережі з ізольованою нейтраллю [пор. рівняння (36) і (41)], але менш небезпечно дотику до неушкодженої фазі мережі з ізольованою нейтраллю в аварійний період [пор. рівняння (38) і (41)], так як rзм може в ряді випадків мало відрізнятися від г0.

Корисна інформація:

ohrana-bgd.narod.ru

конспект лекції

ЗАТВЕРДЖУЮ

Зав. каф. ОП ХНУРЕ

проф. Дзюндзюк Б. В.

«____» ________2014 р

з дисципліни «Основи охорони праці»

Тема 2.2: «Умови Ураження людини електричний Струм»

Лектор - ст. викл каф. ОП

Мамонтов О. В.

2.2.1 Схеми включення людини в ланцюг електричного струму

Згідно ПУЕ ризик ураження електрострумом можливий при прямому і непрямому дотику людини або тварин до частин електроустановок, що знаходяться під напругою.

Прямим дотиком називається електричний контакт людей або тварин з струмоведучими частинами, що перебувають під напругою, або наближення до них на небезпечну відстань.

Непрямим прікосновеніемназивается електричний контакт людей або тварин з відкритою провідною частиною, яка опинилася під напругою в результаті пошкодження ізоляції.

Якщо людина стосується одночасно двох точок, між якими існує електрична напруга, і при цьому утворюється замкнута ланцюг, через його тіло проходить струм. Значення цього струму залежить від схеми дотику, т. Е. Того, яких частин електроустановки стосується людина, а також параметрів електричної мережі. Чи не торкаючись параметрів мережі, розглянемо схеми включення людини.

Двофазне (двухполюсное) дотик до струмоведучих частин

На рис. 1 а і 1 б показано пряме дотик до двох полюсів однофазної мережі. При цьому струм через тіло людини дорівнює

Робоча (фазное) напруга мережі, В; - опір тіла людини, Ом.

В трифазного (див. Рис 1.б) мережі струм через тіло людини визначається лінійною напругою

Малюнок 1 - Двофазне (двухполюсное) пряме дотик в однофазної мережі (а) і в трифазній мережі (б)

2) Однофазное (однополюсное) дотик до струмоведучих частин

Якщо людина, стоячи на землі, стосується одного з полюсів або однієї з фаз, ток замикається через нього на землю і далі через опору ізоляції і ємності фаз відносно землі (див. Рис. 2 а) або заземлення нейтрали (див. Рис 2 б) .

У мережі з ізольованою нейтраллю (рис. 2 а) величина струму залежить від опору ізоляції і ємності фаз відносно землі (буде розглянуто нижче). У мережі з заземленою нейтраллю (рис. 2 б) величина струму дорівнює

де - опору заземлення нейтрали.

Малюнок 2 - Однофазное (однополюсное) пряме дотик в трифазній мережі з ізольованою нейтраллю (а) і в трифазній мережі з заземленою нейтраллю (б)

II . ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА

3. Аналіз електробезпеки різних електричних мереж

Вихід ураження людини електричним струмом, який визначається струмом, що протікає через тіло людини I h і напругою дотику U h , Істотно залежить від типу мережі, яка живить споживачі електроенергії і її параметрів, в тому числі:

напруги і частоти мережі;
режиму нейтралі мережі;
схеми включення людини в електричний ланцюг;
опору ізоляції фазних проводів мережі щодо землі;
ємності фазних проводів мережі щодо землі;
режиму роботи мережі.

Типові схеми включення людини в електричний ланцюг

Існують різні "схеми включення" людини в електричний ланцюг струму (типові "схеми включення" показані на рис.3.5. На прикладі мережі IT):

Мал. 3.5. Типові схеми включення людини в електричний ланцюг

двофазне дотик (пряме) - одночасне дотик до двох фазним провідникам, що діє електроустановки (поз.1 на рис.3.5.);

однофазне дотик (пряме) - дотик до провідника однієї фази діючої електроустановки (поз.2 на рис.3.5.);

непряме дотик до відкритих провідних частин, які опинилися під напругою в результаті пошкодження ізоляції (дотик до корпусу споживача електроенергії з пошкодженою ізоляцією) (поз.3 на рис.3.5.).

При аналізі електробезпеки різних мереж зазвичай розглядають дві перші ситуациии.при двухфазном дотику струм через тіло людини і напруга дотику визначаються за формулами:

(3.1.)

U - діюче значення фазної напруги мережі; G h - провідність тіла людини.

З виразів (3.1.) І (

3.2. ) випливає, що при двофазному дотику людина потрапляє під лінійну напругу мережі незалежно від типу мережі, режиму нейтралі, режиму роботи мережі, провідності фазних проводівY L1 , Y L2 , Y L3 щодо землі. Така схема включення людини в електричний ланцюг представляє велику небезпеку.

Випадки двофазного дотику відбуваються порівняно рідко і є, як правило, результатом роботи під напругою в електроустановках до 1 кВ, що є порушенням правил та інструкцій виконання робіт.

Мал. 3.6. Узагальнена схема для аналізу трифазних мереж

(3.3)

(3.4)

Y L1, Y L2, Y L3, Y PEN, Y 0 - повні провідності фазних іPEN-проводів щодо землі і заземлення нейтрали в комплексній формі:

Небезпека такого дотику, оцінюється значенням струму, що проходить через тіло людини, або ж напругою дотику, залежить від ряду факторів: схеми включення людини в ланцюг, напруги мережі, схеми самої мережі, режиму її нейтралі, якості ізоляції струмоведучих частин від землі, а також від значення ємності струмоведучих частин щодо землі і т. п.

Схеми включення людини в електричний ланцюг можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві схеми включення: між двома проводами і між одним проводом і землею (рисунок 13.5). Зрозуміло, у другому випадку передбачається наявність електричного зв'язку між мережею та землею.

Стосовно до мереж змінного струму першу схему зазвичай називають двофазним включенням, а другу - однофазним.

Двофазне включення, т. Е. Дотик людини одночасно до двох фаз, як правило, більш небезпечно, оскільки до тіла людини прикладається найбільша в даній мережі напруга - лінійне, тому через тіло людини піде більший струм (А):

I h \u003d 1,73U ф / R h \u003d U л / R h, 7)

де U л - лінійна напруга, т. е. напруга між фазними проводами мережі, рівне, В; U ф - фазна напруга, т. Е. Напруга між початком і кінцем однієї обмотки джерела струму (трансформатора, генератора) або між фазним і нульовим проводами, В.

Неважко уявити, що є двофазним включення є однаково небезпечним в мережі як з ізольованою, так і з заземленою нейтралями. При двофазному включенні небезпека ураження не зменшиться і в тому випадку, якщо людина надійно ізольований від землі, т. Е. Якщо він має на ногах діелектричні калоші або боти, або стоїть на ізолюючому підлозі або на діелектричному килимку.

Однофазное включення відбувається значно частіше, але є менш небезпечним, ніж двофазне, оскільки напруга, під яким опиняється людина, не перевищує фазного. Відповідно менше виявляється струм, що проходить через тіло людини. Крім того, на значення цього струму впливають також режим нейтралі джерела струму, опір ізоляції і ємність проводів відносно землі, опір підлоги, на якому стоїть людина, опір його взуття і інші фактори.

В трифазної трехпроводной мережі з ізолірованнойнейтральюсилу струму (А), що проходить через тіло людини, при дотику до однієї з фаз мережі в період її нормальної роботи (рисунок 6) визначають наступним виразом:

де Z - комплекс повного опору однієї фази відносно землі, Ом, Z \u003d r / (l + jwCr), r і С - відповідно опір ізоляції проводу (Ом) і ємність проводу (Ф) щодо землі (прийняті для спрощення однаковими для всіх проводів мережі).

Струм в дійсній формі складе, А:

. (9)

Якщо ємність проводів відносно землі мала, т. Е. З »0, що зазвичай має місце в повітряних мережах невеликої довжини, то рівняння (15) набуде вигляду

Якщо ж ємність велика, а провідність ізоляції незначна, т. Е. R »¥, що зазвичай має місце в кабельних мережах, то відповідно до виразу (5) сила струму (А), що проходить через тіло людини, буде дорівнює

, (11)

де х с - ємнісний опір, рівне 1 / wС, Ом; w - кутова частота, рад / с.

З виразу (6) випливає, що в мережах з ізольованою нейтраллю, що володіють незначною ємністю між проводами і землею, небезпека для людини, доторкується до однієї з фаз в період нормальної роботи мережі, залежить від опору проводів щодо землі: зі збільшенням опору небезпека зменшується, тому дуже важливо в таких мережах забезпечувати високий опір ізоляції і контролювати її стан для своєчасного виявлення і усунення несправностей. Однак в мережах з великою ємністю щодо землі роль ізоляції проводів в забезпеченні безпеки дотику втрачається, що видно з рівнянь (5) і (7).

В трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллюпровідність ізоляції і емкостная провідність проводів відносно землі малі в порівнянні з провідністю заземлення нейтрали, тому при визначенні сили струму, що проходить через тіло людини, що стосується фази мережі, ними можна знехтувати.

При нормальному режимі роботи її r і сила струму I h, що проходить через тіло людини, буде (рисунок 7) дорівнює:

I h \u003d U ф / (R h + r 0), (12)

де r 0 - опір заземлення нейтрали, Ом.

Як правило, r 0 £ 10 Ом, опір ж тіла людини R h не опускається нижче декількох сотень Ом × м. Отже, без великої помилки в рівнянні (8) можна знехтувати значенням r 0 і вважати, що при дотику до однієї з фаз трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю людина виявляється практично під фазною напругою U ф, а струм, що проходить через нього, дорівнює частці від поділу U ф на R h. Звідси випливає, що дотик до фази трифазної мережі з заземленою нейтраллю в період нормальної її роботи небезпечніше, ніж дотик до фази нормально працюючої мережі з ізольованою нейтраллю (див. Рівняння (6) і (8)).

В процесі експлуатації електроустановок не виключена можливість дотику людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою. У більшості випадків небезпечно дотик до струмоведучих частин трапляється, коли людина стоїть на землі, а взуття П має деяку електропровідність.

В умовах туристського комплексу Найбільш типові дві схеми включення тіла людини в електричному ланцюзі: Між двома проводами 1 між проводом і землею. У трифазних мережах змінного струму перша схема називається - двофазним включенням, а друга - однофазним. У готельному господарстві, крім трифазних мереж змінного струму, широко застосовуються однофазні для харчування різних побутових приладів (пилососів, холодильників, прасок).

Схема включення людини в однофазну двухпроводной мережу, ізольовану від землі, наведена на рис. 4.1.

Мал. 4.1. Дотик людини до проводу однофазної двухпроводной мережі при режимі її роботи: а - нормальному; б - аварійному; А, N - позначення проводів.

Подібні мережі виходять за допомогою розділових трансформаторів. При нормальному режимі роботи і якісної ізоляції проводів дотик до одного з них зменшує небезпеку ураження електричним струмом.

При аварійному режимі (рис.4.1, б), коли один з проводів замкнений на землю, ізоляція його виявляється шунтіруемой опором замикання проводу на землю, яке як завжди настільки мала, що може бути прийнято рівним нулю. Для створення однофазних двопровідних мереж заземленим проводом застосовують однофазні трансформатори, а для отримання напруги 220 Внутрьохфазній мережі приєднуються до фазного і нульового проводів. В обох випадках виникає електричний ланцюг, однією з ділянок якого є тіло людини. Шлях струму через тіло людини в першому випадку може бути "рука - нога", а в другому - "рука - рука". Можливі й інші випадки включення людини в електричний ланцюг, наприклад, торкання струмоведучих частин особою, головою, шиєю або включення на шляху струму "нога - нога".

Трифазні чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю. При двофазному (двополюсний) дотику людина опиняється під повним робочим напругою установки. При однополюсного дотику, який буває частіше, ток залежить не тільки від напруги установки і опору тіла людини, але і від режиму нейтралі, стану ізоляції мережі, підлоги, взуття людини.

Розглянемо особливості різних електричних мереж. У туристичному комплексі поширені чотири провідні мережі з наглухо заземленою нейтраллю напругою до 1000 В, наприклад 380/220 В. Джерелом живлення служить трифазний понижуючий трансформатор, вторинні обмотки якого з'єднані "зіркою". Наглухо заземлена нейтраль вторинної обмотки понижувального трансформатора (наприклад, 1000/400 В) обумовлює режим, при якому напруга будь-фази вторинної мережі щодо землі не перевищує фазного напруги, тобто для трансформатора з вторинною напругою 400 В воно буде не більше 230 В (в споживача 220 В). Крім того, в разі порушення ізоляції між первинною і вторинною обмотками при робочому заземлении нейтрали найвища напруга, переходить до вторинної мережі по відношенню до землі, значно знижується завдяки невеликому опору заземлення нейтрали (2,4,8 Ом і більше для напруги 660, 380 і 220 В трифазного мережі (Держстандарт 12.1.030-81)).

Мал. 4.2. Однофазное включення людини в мережі з наглухо заземленою нейтраллю джерела живлення (трансформатора).

Через малий опір розтікання струму робочого заземлення нейтрали в порівнянні з опором тіла людини воно дорівнює нулю. Дотик людини, який стоїть на землі (або на заземленою конструкції, підлозі), обумовлює замкнутий електричний ланцюг: обмотка джерела живлення - провід лінії - тіло людини - земля - \u200b\u200bпровід - робоче заземлення - обмотка джерела. На ділянці кола "тіло людини" на нього діє фазна напруга мережі 220 В. Якщо при цьому взуття людини електропровідне, то підлогу або конструкція, на якій вона стоїть, також будуть електропровідними, і практично вся та напруга буде докладено до людини по шляху "рука - ноги ". Якщо в несприятливих умовах опір тіла людини буде 1000 Ом, то через неї пройде струм, рівний 220 мА, що смертельно небезпечно для неї. Якщо ж опір взуття і підлоги в сумі виявляться порівнянними з опором тіла людини, то струм через нього буде менше. Наприклад, при великому опорі ділянки "взуття - підлога" (10000 Ом) струм через людини буде 20 мА. тобто значно менш небезпечним, але викликає біль, судоми, а в деяких випадках неможливість потерпілого самостійно звільнитися від дії струму. Це доводить, що однофазний дотик людини до мережі з наглухо заземленою нейтраллю завжди небезпечний.

На практиці експлуатації електроустановок можливі випадки замикання на землю струмоведучих частин, наприклад через корпус електроприймача або металеву конструкцію електропроводки. Якщо таке замикання виявиться глухим, тобто малий перехідний опір, то установка через однофазне коротке замикання відключається максимальним струмкова захистом (перегорає плавкахвставка запобіжника або відключається автоматичний вимикач). Після цього нормальний режим роботи інший електромережі відновлюється.

Гранично допустимі рівні напруги дотику і струму при аварійному режимі роботи виробничих і побутових електроустановок в туркомплексах напругою до 1000 В і частотою 50 Гц не повинні перевищувати значень, зазначених в табл. 4.1 (Держстандарт 12.1.038-82).

Таблиця 4.1.

Гранично допустимі рівні напруги дотику і струму

нормована величина	Тривалість дії струму, з	нормована величина

Трифазні мережі з ізольованою від землі нейтраллю.

Розміщення електричної енергії на другу сходинку електропостачання виробничих підприємств, міст і селища здійснюється за допомогою кабельних (в містах), або повітряних (в селищах) ліній при номінальній напрузі електроприймачів (знижувальних трансформаторів підприємств, житлових масивів) при 6. 10 або 35 кВ. Ці електричні мережі роблять з ізольованими від землі нейтралями I фазами джерел живлення (трансформаторів районних підстанцій енергосистеми) або нейтралями, заземленими через значні індуктивні опору, включаються для зменшення ємності становить струму однофазного замикання на землю.

При однофазному замиканні на землю в мережі з ізольованою від землі нейтраллю в місці замикання на землю буде протікати струм, викликаний робочою напругою установки і провідність фаз щодо землі.

Мережах з ізольованою нейтраллю досить ефективні при порівняно невеликій їх протяжності. У цьому випадку ємність проводів відносно землі ми можемо прийняти рівною нулю, а опір проводів досить великим.

На рис. 4.3 показано включення людини в трифазне мережах з ізольованою нейтраллю.

Мал. 4.3. Дотик людини до проводу трифазної 3-провідної мережі з ізольованою нейтраллю при нормальному режимі роботи А. В, С - позначення проводів.

У мережах з ізольованою нейтраллю при нормальній роботі небезпека ураження електричним струмом людини, доторкнулася до однієї з фаз. залежить від опору провідника щодо землі, тобто зі збільшенням опору небезпека зменшується.

Захисне заземлення - один із захисних заходів проти ураження людини електричним струмом при дотику до металевих НЕ струмопровідних частин з пошкодженою ізоляцією (наприклад, замикання на корпус). Мета такого заземлення полягає в навмисному електричному з'єднанні із землею або ТІ еквівалентом металевих НЕ струмопровідних частин, які можуть опинитися під напругою, за допомогою заземлених пристроїв (сукупність заземлювача і заземлюючих провідників). Як заземлитель служить один або кілька металевих електродів (наприклад, сталевих стрижнів, труб), які знаходяться в землі, забезпечуючи досить малий перехідний опір. Опір заземленого пристрою називають сумарним опором, що складається з опору розтікання струму заземлення та опору заземлених провідників.

Розглянемо дію захисного заземлення. Якщо корпус електродвигуна (апарату оболонки кабелю) не має надійного з'єднання з землею і в результаті пошкодження ізоляції має контакт з струмопровідної частиною, то станеться однофазное включення людини в ланцюг струму.

У мережі при замиканні на корпус виникає однофазне замикання на землю.

Внаслідок відносно невеликого струму, що протікає на землю, встановлені захистом не відключиться і надалі буде працювати в аварійному режимі. Але через корпус машини або апарату з пошкодженою ізоляцією протікати струм, і між корпусом 1 землею з'явиться напруга щодо землі (рис. 4.4).

Мал. 4.4. Замикання на корпус електродвигуна, підключеного до мережі з ізольованою нейтраллю.

Людина, яка опиниться під напругою дотику, що може бути значним і залежить від того, де знаходяться ноги людини, а також від електричної провідності (опору) взуття. Як завжди напруга дотику менше напруги щодо землі.

Таким чином, розмір величини напруги заземленого корпусу щодо землі, а отже, і напруга дотику залежать від опору землі, і напруга дотику залежить від опору заземленого пристрою. Для того щоб напруга дотику була по можливості мінімальною, потрібно мати малий опір заземленого пристрою. Електроустановки не заземлюють при напрузі 42 В і нижче змінного струму 1 110 В і нижче постійного струму в усіх приміщеннях і умовах роботи без підвищеної небезпеки.

Частини електрообладнання, що підлягають заземленню. Заземлення підлягають: корпуси електричних машин, трансформаторів, апаратів; приводи електричних апаратів і вторинні обмотки зварювальних трансформаторів; каркаси розподілених щитів, щити управління, освітлювальних і силових шаф; металевих конструкцій розподілених пристроїв кабельних ліній. Заземлення не підлягають: арматура підвісних і опорних ізоляторів; кронштейни і освітлювальна арматура при установці їх на дерев'яних опорах і конструкціях; електрообладнання, встановлене на металевих заземлених конструкціях, якщо в місцях контакту з ними металевих НЕ струмоведучих частин електроустаткування забезпечений надійний електричний контакт. Не підлягають заземленню також корпусу приладів і реле, встановлених на щитах, в шафах 1 стінках камер розподільних пристроїв; корпусу електроприймачів з подвійною або посиленою ізоляцією, наприклад, електродриль, пральних машин, електробритв.

Замулення в електроустановках і мережах напругою до 1000 В називається навмисне електричне з'єднання металевих неструмоведучих елементів установки, нормально ізольованих від струмопровідних частин, які не перебувають під напругою (корпуси електроустаткування, кабельних конструкцій), з нульовим захисним провідником.

Нульовим захисним провідником в електроустановках напругою до 1000 В є провідник, який з'єднує занулені частини (корпуса електроустаткування) з наглухо заземленою нейтраллю точкою обмотки джерела струму (генератора або трансформатора) або її еквівалентом (Держстандарт 12.1.030-811 Держстандарт 12.1.009- 76).

В електроустановках з наглухо заземлений нульовим проводом при замиканні на занулені металеві конструкційні неструмо-провідні частини повинно бути забезпечено автоматичне відключення обладнання з пошкодженою ізоляцією, так як при цьому виникає однофазне коротке замикання.

Нульові захисні дроти заземлення безпосередньо в джерелах живлення, тобто на підстанціях або електростанціях. Крім основного робочого заземлення нейтрали, слід виконувати повторні заземлення нульового проводу в мережі, знижує загальний опір заземлення нейтрали і служить резервним заземленням при обриві нульового заземлення проводу (рис. 4.5).

Мал. 4.5. Принципова схема захисного замулення: 1 - електроустановка; 2 - максимальний струменевий захист

При електропостачанні по кабельних лініях напругою 380/220 В повторне заземлення нульового проводу виконується в введенні в приміщення, в яких передбачається пристрій занулення електроприладів. Усередині цих приміщень повинна бути магістраль повторного заземлення нульового проводу, до якої приєднується належні занулення об'єкти.

Для повторного заземлення нульового проводу слід по можливості використовувати природні заземлювачі, виключаючи мереж постійного струму, де повторні заземлення повинні бути з використанням тільки штучних заземлювачів. Опір заземлювального пристрою кожного з повторних заземлень не повинно більше 10 Ом.

З огляду на, що за нульовим дроти навіть при нерівномірному навантаженні проходить струм, значно менше, ніж в фазних проводах, перетин нульового робочого проводу для чотирьох провідних магістралей вибирається рівним приблизно Половині перетину фазних проводів. В однофазних відгалуженнях від магістралей фаза - нуль перетину нульового проводу має бути таким же, як і фазного, оскільки по ньому проходить струм, який дорівнює струму фазного проводу.

Опір занулених проводів повинно бути настільки малим, щоб при замиканні фази на корпус струм однофазного короткого замикання був достатній для миттєвого спрацьовування захисту максимального струму. Згідно ПУЕ. струму ланцюга фаза - нуль при замиканні на корпус повинен не менше ніж в 3 рази перевищувати номінальний струм відповідного запобіжника.

При захисті електроустановки автоматичним вимикачем занулюючих провід вибирають з таким розрахунком, щоб в петлі фаза - нуль забезпечити струм короткого замикання, який не перевищує вставку струму спрацьовування вимикача в 1,4 рази.

Удвох провідних відгалуженнях фаза - нуль, які живлять однофазні електроприймачі, захисний апарат (запобіжник, однополюсні вимикачі) встановлюють тільки на фазному проводі, якщо в цьому відгалуженні є частини, які підлягають занулення. З метою електробезпеки при монтажі лампових патронів фазний провід приєднується до центрального контакту патрона (п'яти), а нульовий - до нарізної частини патрона. Це застереже від нещасного випадку при випадковому дотику до цоколю лампи (наприклад, під час П заміни) без відключення від мережі. При зануленні доосвітленій арматури слід приєднати окремі відгалуження від нульового проводу, а не користуватися з цією метою токопроводящей нульовим проводом.

Перша схема відповідає двофазному дотику, а друга - однофаз.

Напруга між двома провідними частинами або між провідною частиною і землею при одночасному дотику до них людини або тварини називається напругою дотику (U пр).

де
- лінійна напруга, т.e. напруга між фазними проводами мережі, В;

U ф - фазна напруга, тобто напруга між початком і кінцем однієї обмотки джерела струму (трансформатора або генератора) або між фазним і нульовим проводами мережі, В;

R h - опір тіла людини, Ом.

Мал. 6.1. Випадки дотику людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою: а - двофазне включення: б і в- однофазні включення

6.2.4. Трифазні мережі з глухозаземленою нейтраллю

В трифазного чьотирьох мережі з глухозаземоенной нейтраллю обчислення напруги дотику U пр , і струму I h що проходить через людину, в разі дотику до однієї з фаз (рис. 6.2) найпростіше виконати символічним (комплексним) методом.

r 1 ≠ r 2 ≠ r 3 ≠ r н ; З 1 ≠ З 2 ≠ З 3 ≠ З н ≠ 0,

де r 1 , r 2 , r 3 , r н - опір ізоляції фазних L і нульового (поєднаного) PEN проводів, Ом;

C 1 , C 2 , C 3 , C н - розосереджені ємності фазних L і нульового (поєднаного) PEN проводів відносно землі, Ф.

Тоді повні провідності фазних і нульового проводів щодо землі в комплексній формі будуть:

;
;
;

де w - кутова частота, рад / с;

j - уявна одиниця, рівна (
).

Мал. 6.2. Дотик людини до фазного проводу трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю при нормальному режимі роботи: а - схема мережі; б - еквівалентна схема; L1, L2, L3, - фазні провідники; PEN - нульовий (суміщений) провід.

Повні провідності заземлення нейтрали і тіла людини дорівнюють відповідно

;
,

де r 0 - опір заземлення нейтрали, Ом.

Ємнісної складової провідності людини можна знехтувати через її малої величини.

, (6.1)

Струм знайдеться за формулою

де - комплексне напруга фази 1 (фазна напруга), В;

- комплексне напруга між нейтраллю джерела струму і землею (між точками 00" на еквівалентній схемі).

Користуючись відомим методом двох вузлів, можна виразити таким чином:

Маючи на увазі, що для симетричному трифазному системи

;
;
,

де U ф - фазна напруга джерела (модуль), В;

а -фазовий оператор, що враховує зрушення фаз, де

матимемо рівність

. (6.2)

Струм, що проходить через людину, отримаємо, якщо помножимо цей вислів на Y h :

. (6.3)

Y 1 = Y 2 = Y 3 = Y н = 0

У цьому випадку рівняння (6.2) і (6.3) значно спростяться. Так, напруга дотику дорівнюватиме

або (в дійсній формі)

, (6.4)

а струм дорівнює

(6.5)

Згідно з вимогами ПУЕ значення опору r 0 не повинно перевищувати 8 Ом, опір ж тіла людини R h , не опускається нижче декількох сотень ом. Отже, без великої помилки в рівняннях (6.4) і (6.5), можна знехтувати значенням r 0 і вважати, що при дотику до однієї з фаз трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю людина виявляється практично під фазною напругоюU ф , І струм, що проходить через нього, дорівнює частці від діленняU ф наR h .

Глухе замикання на землю в мережі з глухозаземленою нейтраллю мало змінює напругу фаз щодо землі.

При аварійному режимі, коли одна з фаз мережі, наприклад фазний провідник L3 (рис.6.3, а), замкнута на землю через відносно мала активний опір r зм , А людина доторкається до фазного провідника L1, рівняння (6.2) прийме наступний вигляд:

Тут також приймаємо, що Y 1 , Y 2 і Y н малі в порівнянні з Y 0 , Тобто прирівняні до нуля.

Провівши відповідні перетворення і враховуючи, що

,
і
,

отримаємо напругу дотику в дійсній формі

Для спрощення цього виразу допустимо, що

В результаті отримаємо остаточно, що напруга U пр одно

. (6.6)

Струм, що проходить через людину, визначається за формулою

. (6.7)

Мал. 6.3. Дотик людини до фазного проводу трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю при аварійному режимі: а - схема мережі; б - векторна діаграма напруг.

Розглянемо два характерних випадку.

Якщо опір замикання проводів на землю r зм вважати рівним нулю, то рівняння (6.6) набуде вигляду

Отже, в даному випадку людина виявиться під впливом лінійної напруги мережі.

2. Якщо прийняти рівним нулю опір заземлення нейтрали r 0 , то з рівняння (6.6) отримаємо, що U np = U ф , тобто напруга, під яким виявиться людина, дорівнюватиме фазній напрузі.

Однак в практичних умовах опору r зм і r 0 завжди більше нуля, тому напруга, під яким опиняється людина, що доторкнеться в період аварійного режиму до справного фазного проводу трифазної мережі з заземленою нейтраллю, завжди менше лінійного, але більше фазного, тобто

\u003e U пр \u003e U ф . (6.8)

Це положення ілюструється векторною діаграмою, наведеною на рис. 6.3, б і відповідної розглянутого випадку. Слід зазначити, що цей висновок випливає також з рівняння (6.6). Так, при невеликих значеннях r зм і r 0 порівняно з R h , перших складових в знаменнику можна знехтувати. Тоді дріб при будь-яких співвідношеннях r зм і r 0 буде завжди більше одиниці, але менше
, Тобто отримаємо вираз (6.8).