Головна

Аналіз небезпеки ураження струмом електричних мережах

  1. ABC-XYZ аналіз
  2. Finance, бета-аналіз брендів)
  3. Gt; Йде аналіз голосу.
  4. II етап роботи над твором: Аналіз
  5. SNW-аналіз
  6. SNW-аналіз сильних і слабких сторін організації
  7. SNW-підхід до аналізу сильних і слабких сторін фірми

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

Виникнення електротравми в результаті впливу електричного струму або електричної дуги може бути пов'язано:

а) з однофазним (однополюсним) дотиком неізольованого від землі (підстави) людини до неізольованих струмоведучих частин електроустановок, що знаходяться під напругою;

б) одночасним дотиком людини до двох струмоведучих неізольованих частин (фаз, полюсів) електроустановок, що знаходяться

під напругою;

в) з наближенням на небезпечну відстань людини до неізольованих від землі струмоведучих частин електроустановок, що знаходяться під напругою;

г) з дотиком людини, неізольованого від землі (підстава), до металевих корпусів (корпусу) електрообладнання, опиняється

під напругою;

д) з включенням людини, що знаходиться в зоні расстеканія струму замикання на землю, на «напруга кроку»;

е) з дією атмосферної електрики при грозових розрядах;

ж) з дією електричної дуги;

з) із звільненням людини, що знаходиться під напругою.

Тяжкість електротравм, оцінюється величиною струму, що проходить через тіло людини, і напругою дотику, залежить від ряду факторів: схеми включення людини в ланцюг; напруги мережі, схеми мережі, режиму її нейтралі, ступеня ізоляції токоведушіх частин від землі, а також від величини ємності струмоведучих частин щодо землі.

У будівництві найбільш широко використовують установки напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю трансформатора або генератора. Чотирипровідна мережу з глухозаземленою нейтраллю дозволяє мати два робочих напруги: лінійне в 380 В і фазну 220 В. трипровідна мережа з ізольованою нейтраллю при нормальному режимі роботи менш небезпечна, а при аварійному режимі більш безпечна мережа з заземленою нейтрально, тому в умовах будівництва, коли є агресивне середовище і підтримувати ізоляцію в хорошому стані важко, перевагу віддають чьотирьох мережі з заземлюється нейтраллю.

При напрузі вище 1000 В дозволяється застосовувати трифазні мережі: трьохпровідний з ізольованою нейтраллю і трьохпровідний з заземленою нейтраллю.

Стосовно до мереж змінного струму включення людини в електричну мережу може бути однофазним і двофазним.

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, яке залежить лише від напруги мережі та опір людини і не залежить від режиму нейтралі:

Iч = 1,73Uф / Rч = Uл / Rч,

де Iч - Величина струму, що проходить через тіло людини, А; Uл - Лінійна напруга, т. Е. Напруга між фазними проводами мережі, В; Uф - Фазна напруга (напруга між початком і кінцем однієї обмотки або між фазним і нульовим проводами), В.

Двофазне включення є однаково небезпечним в мережі як з ізольованою, так і з заземленою нейтраллю.

однофазное включення виникає значно частіше, але є менш небезпечним, ніж двофазне, 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. При однофазному включенні на величину 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.

Однофазна мережа може бути ізольована від землі або мати заземлений провід. На рис. 18.1 зображені можливі варіанти підключення людини до однофазних мереж.

Мал. 18.1. Схема можливого дотику людини до однофазної мережі:

а - ізольованою від землі, нейтральний режим; б - те ж, аварійний режим; в - заземленим полюсом до ізольованого проводу; г - заземленим полюсом без ізольованого проводу

Сила струму, що проходить через людину (в А), і напруга дотику (в В) для першого випадку 1 (рис. 18.1, а):

Uпр 1

Iч = - = Uф ---;

Rч r2 + Rч (1 + r2/ r1 )

Rч

Uпр = Uф ---,

r2 + Rч (1 + r2/ r1 )

де r1 , r2 -опір ізоляції проводів відносно землі, при розрахунках звичайно приймають r1= r2 = R.

У цьому випадку ємність проводів мережі щодо землі прийнята

рівною нулю (мережа невеликої довжини). Аналіз цих формул дозволяє зробити практично корисні висновки: небезпека ураження людини при незмінному фазному напрузі залежить від опору тіла людини і ізоляції проводів відносно землі. Для забезпечення безпеки людей використовують ізолюючі властивості підлог і взуття.

При аварійному режимі один з проводів мережі може виявитися замкнутим на землю (рис. 18.1, б). Людина, доторкнувшись до іншого

проводу, виявляється під напругою, рівним майже повного напрузі мережі, а отже, небезпека ураження людини струмом значно зростає.

Дійсно, при замиканні дроту 2 на землю опір r2 шунтируется опором в місці замикання проводу на землю, яке мало в порівнянні з rl і Rч і може бути прийнято рівним нулю (r2 = 0), тоді

Iч = Uф / Rч ; Uпр ? Uф .

При заземленою фазі опір одного з проводів мережі щодо землі можна прийняти рівним опору заземлення Rз. В цьому випадку при дотику людини до ізольованого проводу (рис. 18.1, в)

Iч = Uф / Rч = Uф / (Rч + Rз).

але Rч >> Rз , Тоді цей випадок зводиться до другого варіанту включення людини (рис. 18.1, б), розглянутому вище (по нормам R3 ? 10 Ом).

При дотику до заземленого проводу (рис. 18.1, г) людина потрапляє під напругу, рівне втрати напруги в заземленому дроті на ділянці від місця заземлення до місця торкання. Отже, сила струму дорівнюватиме:

Iч = Uф / Rч = ?U / Rч або Iч = Iн zпр / Rч ,

тоді ?U = Iн zпр ,

де Iн - Сила струму навантаження; znp - Повний опір заземленого проводу.

Небезпека ураження людини при дотику до мережі постійного струму оцінюється так само, як і для мереж змінного струму.

Трифазні мережі відповідно до «Правил улаштування електроустановок» (ПУЕ) в СРСР при напрузі до 1000 В застосовують або як трипровідні мережі з ізольованою нейтраллю, або як чотирипровідні мережі з заземленою нейтраллю. При напрузі вище 1000 В згідно ПУЕ застосовують мережі трипровідні з ізольованою або заземленою нейтраллю.

Оскільки методичний підхід до оцінки небезпеки дотику до мереж з ізольованою і заземленою нейтраллю однаковий, досить проаналізувати дві мережі, показані на рис. 18.2.

Мал. 18.2. Схема можливих дотиків людини до трифазної мережі:

а - трехпроводной з ізольованою нейтраллю, нормальний режим; б - те ж, аварійний режим; в - чьотирьох з заземленою нейтраллю, нормальний режим; г - то ж, аварійний режим

Для випадку, показаного на рис. 18.2, а, при r1 = r2 = r3 = R і ємності проводів відносно землі, що дорівнює нулю (короткі мережі), аналіз виділеної стрілками ланцюга з підключенням трансформатора і з навантаженнями Rч, r1, r2 , r3 призводить до вираження

__

Iч = Uпр / Rч = v 3 Uф / (Rч + R / 3),

звідки

v 3 Rч

Uпр = Uф • ---,

Rч + R / 3

Таким чином, в мережах з ізольованою нейтраллю небезпеку ураження людини струмом, хто доторкується до однієї фази в період нормальної роботи мережі, визначається опором проводів і людини. Зі збільшенням цих опорів небезпека зменшується.

При аварійному режимі (рис. 18.2, б), коли виникло замикання фази 3 на землю через малий опір r 3, Сила струму становить

__

Iч = Uпр / Rч = v 3 Uф / (Rч + r з),

звідки

Rч

Uпр = v 3 Uф • ---,

Rч + r з

Так як Rч >> rз, Можна вважати, що при аварійному режимі людина виявиться майже під лінійною напругою. Отже, цей випадок значно небезпечніше першого.

При нормальному режимі мережі з заземленою нейтраллю (рис. 18.2, в) струму в виділеної стрілками ланцюга, в якій різний напруга докладено до опору Rч і Rз, Дорівнює:

Iч = Uпр / Rч = Uф / (Rч + Rз),

звідки

Uпр = Uф Rч / (Rч + Rз).

Таким чином, якщо людина доторкнеться до однієї з фаз трифазної чьотирьох мережі з глухозаземленою нейтраллю, то він виявиться практично під фазною напругою (R3 ? Rч), І сила струму, що проходить через людину при нормальній роботі мережі, практично не зміниться зі зміною опору ізоляції і ємності проводів відносно землі.

При аварійному режимі (рас. 18.2, г) так само, як і в попередньому випадку людина виявиться під лінійною напругою мережі.

Крім розглянутих вище випадків включення людини в електричну мережу становить небезпеку при так званому шаговом напрузі. Причиною появи крокової напруги є утворення електричних потенціалів на поверхні землі в межах розтікання струму замикання А в грунті, що виникає при падінні електричного дроту на землю, замиканні струмоведучих частин заземлений корпус, використанні землі як провідника і т. П.

Величина потенціалу характер розтікання струму на поверхні землі залежать в основному електричних властивостей однорідності грунту, форми заземлювачів і сили струму.

Мал. 18.3. Расстеканіе струму в грунті через напівсферичний заземлитель

На рис. 18.3 показано променями розтікання струму однорідному ізотропному грунті через одиночний заземлювач. Оскільки грунт однорідний, ізотропний ток розтікається по цій поверхні рівномірно. Тому щільність струму ? в точці А на поверхні грунту на відстані х від заземлювача визначається як відношення струму заземлювача на землю до площі поверхні півсфери радіуса х:

? = Із / (2? x2).

Ця поверхня є еквіпотенційної поверхнею.

Напруга дотику (Uш) Визначається як різниця потенціалу між точками А і В: Uш = ?х - ?х + а.

Так як точка А віддалена від заземлювача на відстань х, то потенціал її при напівсферичним заземлении дорівнює:

?А = Із? / (2? x).

де ?- питомий електричний опір ґрунту, Ом - см.

Точка В відстоїть від заземлювача далі, ніж точка А на величину кроку людини а, т. Е. Відстань між заземлювачем і точкою В одно х + а, тому для потенціалу В

?В = Із? / 2? (х + а),

звідси напруга кроку:

Із? 1 + 1

Uш = --- (- - ---)

2? х х + а

або

Із? а

Uш = --- ---

2? х2 - ах

Найбільше значення напруги кроку спостерігається поблизу заземлювача, особливо якщо людина стоїть однією ногою над заземлювачем в точці з потенціалом, рівним U3, А другий - на відстані кроку від заземлювача.

Людина, що знаходиться поза полем розтікання х > ?, взагалі не потрапляє під напругу кроку, так як Uш = 0,

Крокові напругу також може бути рівним нулю, якщо обидві ноги людини знаходяться на еквіпотенційної лінії.

 



Особливості експлуатації електричних установок і причини електротравматизму в будівництві | Класифікація приміщень з електробезпеки.

Заходи захисту при експлуатації електроустановок | Організація безпечної експлуатації електроустановок | Перша допомога при ураженні електричним струмом |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати