- •Г л а в а 3 электробезопасность при электрификации шахт и рудников
- •3.1. Условия и опасности эксплуатации электрооборудования в подземных горных выработках
- •3.2. Воздействие электричества на организм человека
- •3.3. Условия безопасности в электрических сетях с разным режимом нейтрали
- •3.3.1. Сети с изолированной нейтралью
- •3.3.2. Сети с заземленной нейтралью
- •3.3.3. Сравнение условий электробезопасности в сетях с изолированной и заземленной нейтралью
- •3.3.4. Влияние состояния изоляции электрооборудования на уровень электробезопасности
- •3.4. Меры защиты от поражения электрическим током
- •3.5. Защитное заземление
- •3.6. Защитное отключение
- •3.7. Опережающее отключение
3.3.4. Влияние состояния изоляции электрооборудования на уровень электробезопасности
В формуле (3.8), считая рабочее напряжение постоянным, переменными параметрами являются сопротивление тела человека, активное сопротивление изоляции и емкость сети относительно земли. Исследования ИГД им. А. А. Скочинского и МГИ позволили проанализировать величину тока Iчел при различных сочетаниях вышеуказанных трех параметров.
В исследовании ИГД им. А. А. Скочинского было установлено, что с увеличением емкости сети влияние активного сопротивления изоляции на величину тока 1чел существенно снижается. При емкости сети, превышающей некоторое значение, повышение параметра R вызывает не уменьшение, а увеличение тока Iчел. При этом чем больше Rчел тем меньше емкость. Так, при Rчел=1 кОм и емкости С = 2 мкФ ток через человека будет больше при R = 500 кОм, чем при R= 0,5 кОм. При Rчел=10 кОм и емкости С = 0,5 мкФ ток, протекающий через человека, также будет больше при R = 500 кОм, чем при R = 0,5 кОм.
В исследованиях МГИ была оценена степень увеличения тока в самых неблагоприятных условиях. Значение активного сопротивления изоляции, соответствующее минимальному значению тока Iчел,
Значение минимального тока Iчел,min определяется подстановкой Rmin в формулу (3.8):
Прямая 1 (рис, 3.4) соответствует случаю прикосновения человека к одной из фаз сети при весьма малом активном сопротивлении изоляции (R→0). Величина Iчел = I* условно принята за единицу. Величина Rчел в расчетах принята равной 0,8 кОм. Кривая 2 соответствует случаю прикосновения человека к одной из фаз сети при весьма большом активном сопротивлении изоляции (R→0), а кривая 3 — случаю прикосновения человека к одной из фаз сети при условии минимального тока, протекающего через человека, т. е. при R =Rmin..
На рис. 3.5 показана функция
минимум которой соответствует значению емкости фазы относительно земли С=1,5 мкФ и равен 0,866. Следовательно, повышение уровня активного сопротивления изоляции подземных электрических сетей до бесконечно больших значений вызывает увеличение тока, протекающего через человека, в самом худшем случае примерно на 13,5%, что можно признать малосущественным.
На рис. 3.6 представлена зависимость R = f(Cc), выражающая соотношение между параметрами изоляции сети, при котором выполнено условие минимального тока, протекающего через человека, при его прикосновении к одной из фаз сети. Пунктиром ограничена площадь, соответствующая областям устойчивых уровней (наиболее вероятных значений) активного сопротивления изоляции и емкости подземных сетей угольных шахт, рудников цветной и черной металлургии и химической промышленности.
Заштрихованная площадь на рис. 3.6 показывает, что подземные электрические сети большинства шахт и рудников имеют активные сопротивления изоляции, величины которых меньше значений, требуемых для выполнения условия протекания минимального тока через человека. Тем самым, при величинах емкости относительно земли для подземных электрических сетей напряжением до 1000 В повышение уровня активного сопротивления изоляции сетей, безусловно, целесообразно. Если при этом учесть, что верхним пределом реальных значений активного сопротивления изоляции подземных электрических сетей напряжением 380 и 660 В является значение 100 кОм, то можно утверждать, что повышение уровня параметра Rс будет способствовать улучшению условий электробезопасности. Это положение еще более справедливо при компенсации емкости подземных электрических сетей.
Рис. 3.4. Зависимости тока (в относительных единицах), протекающего через тело человека, от емкости сети при линейном напряжении 380 В
Рис. 3.5. Зависимость отношения токов от емкости сети
Рис. 3.6. Зависимость активного сопротивления изоляции сети от емкости сети для минимального тока, протекающего через человека
Для конкретной величины емкости сети (до границы предельной емкости) можно определить величину предельного активного сопротивления изоляции Rпред, при которой ток, протекающий через человека, не превысит допустимого значения:
·
При заданном допустимом токе, т. е. при данном К·, предельно допустимая емкость
а предельное активное сопротивление изоляции составит
Если емкость сети превышает значение предельной емкости Сс >СПРЕД, то при любой величине активного сопротивления изоляции ток, протекающий через человека, при однофазном прикосновении превысит величину допустимого тока.
ПБ (§ 478) нормируют сопротивления изоляции отдельных электроустановок и кабелей, которые должны быть не ниже значений, МОм/фаза:
для пусковой и распределительной аппаратуры ........ .1. .
для бронированных и гибких кабелей, независимо от длины . .1 .
для электродвигателей добычных (забойных) и проходческих машин 1
для электродвигателей других подземных машин, трансформаторов, пусковых агрегатов и ручных электросвёрл ......... .3...
Если при контрольных проверках сопротивление изоляции электрооборудования или кабелей окажется ниже приведенных величин, включение и эксплуатация их недопустимы.