1.4.3. Система заземления tt.
В сети с системой ТТ (рисунок 1.9) нейтраль источника питания глухо заземлена, а корпуса оборудования соединены между собой и подключены к другому заземляющему устройству. При однофазном замыкании защита от сверхтоков не может обеспечить его автоматическое отключение, так как ток замыкания ограничен двумя сопротивлениями заземляющих устройств (корпусов и нейтрали источника), включенными последовательно. В такой сети прямое прикосновение всегда опасно, поскольку напряжение прикосновения равно фазному напряжению сети, но и косвенное прикосновение также может быть опасно. Для автоматического отключения однофазных замыканий необходима установка хотя бы одного УЗО в начале сети, а лучше — на всех отходящих линиях (п. 1.7.59 ПУЭ [10]).
Рисунок 1.9 – Система TT
1 — заземление источника питания; 2 — открытые проводящие части; 3 — заземление корпусов оборудования
Преимущества сети с системой ТТ:
простота эксплуатации (не требуется проверка сопротивления петли фаза–нуль с целью обеспечения срабатывания защиты от сверхтоков, достаточно лишь периодически проверять исправность УЗО);
отсутствие необходимости постоянного эксплуатационного надзора;
меньшая по сравнению с сетью TN опасность возникновения пожара и порчи оборудования, поскольку ток однофазного замыкания невелик.
Вместе с тем для этой сети характерна низкая степень бесперебойности электроснабжения вследствие отключения питания при однофазном замыкании на корпус (60 - 85 % всех повреждений в сети). Кроме того, в них обязательно применение УЗО, стоимость которых довольно высокая.
В настоящее время согласно п. 1.7.59 ПУЭ [10] применение системы ТТ допускается "только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены".
Система ТТ наиболее проста в проектировании и эксплуатации, обеспечивает сравнительно небольшой ток однофазного КЗ, что благоприятствует пожарной безопасности и сохранности электрооборудования, но требует большого количества УЗО. Она широко распространена в странах Западной Европы (кроме Англии и Германии) и в Японии [16].
При выборе режима нейтрали учитывают отличительные особенности разных режимов и местные условий, в частности:
техническую характеристику электроустановки;
эксплуатационные требования и условия;
условия обеспечения безопасности персонала.
1.5. Электрофизические реакции при протекании электрического тока через тело человека
В основе современных критериев электробезопасности положены электрофизические реакции, допустимость которых определяется длительностью протекания электрического тока (переменного тока, частотой 50 Гц) через тело человека 12,17. К числу этих реакций относятся: порог ощущаемого тока – 0,5 мА, порог «отпускающего тока» - 10 мА, порог вентрикулярной фибрилляции 12,17. В зависимости от тяжести поражения электрическим током у человека могут возникнуть (рисунок 1.10):
дискомфортные ощущения;
сокращения мышц;
ожоги;
остановка сердца.
Рисунок 1.10 - Последствия от протекания электрического тока для организма человека.
Зоны пороговых значений переменного тока 50 Гц, протекающего через тело человека по пути «левая рука-ноги» в зависимости от длительности его действия (МЭК 479-1) показаны на рисунке 1.11. Обозначения зон даны в таблице 1.2.
В соответствии с кривой рисунка 1.11 в том же стандарте 18 представлена таблица (см. таблицу 1.3) с максимально допустимой продолжительностью воздействия напряжения прикосновения на тело человека.
Порог вентрикулярной фибриляции значительно снижается, если длительность протекания тока превышает один период сердечных сокращений. Это объясняется наличием уязвимой фазы сердца в момент, когда волокна желудочков сердца находятся в расслабленном состоянии.
Рисунок 1.11 Зоны пороговых значений переменного тока 50 Гц, протекающего через тело человека по пути «левая рука-ноги» в зависимости от длительности его действия (МЭК 479-1).
Таблица 1.2
Обозначение зон пороговых значений переменного тока
Зона |
Граница зон |
Физиологические реакции |
1 |
до 0,5 мА |
обычно никакой реакции |
2 |
от 0,5 мА до кривой b |
неприятные ощущения |
3 |
от кривой b до кривой c1 |
Обычно никаких органических повреждений. Возможны мышечные сокращения, удушья при длительности протекания тока более 2с. |
4 |
от правее кривой с1
с1-с2 с2-с3 > c3 |
дополнительно к реакциям зоны 3, возрастает опасность патофизиологических реакций (остановка сердца, дыхания, тяжелые ожоги). Вероятность вентрикулярной фибриляции (остановки сердца): ~ 5 % ~ 50 % > 50 % |
Таблица 1.3
Максимально допустимая продолжительность воздействия напряжения прикосновения на тело человека
Помещения без повышенной опасности (UL≤50В) |
|||||||||||
Ожидаемое напряжение прикосновения, В |
<50 |
50 |
75 |
90 |
120 |
150 |
220 |
280 |
350 |
500 |
|
Максимальное время отключения питания, с |
~ |
5 |
5 |
0,6 |
0,45 |
0,34 |
0,27 |
0,17 |
0,12 |
0,08 |
0,04 |
= |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
1 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
|
Помещения с повышенной опасностью и особо опасные (UL≤25В) |
|||||||||||
Ожидаемое напряжение прикосновения, В |
<25 |
50 |
75 |
90 |
110 |
150 |
220 |
280 |
- |
- |
|
Максимальное время отключения питания, с |
~ |
5 |
0,48 |
0,3 |
0,25 |
0,18 |
0,1 |
0,05 |
0,02 |
- |
- |
= |
5 |
5 |
2 |
0,8 |
0,5 |
0,25 |
0,06 |
0,02 |
- |
- |
|
Нормативными документами 18 установлено максимально допустимое напряжение прикосновения при контакте продолжительностью не менее 5 с. Его называют условно безопасным напряжением, UL. В целях упрощения расчетов на основании кривой рисунка 1.11 и в таблице 1.3 в 18 представлены максимально допустимые времена отключения питания в зависимости от номинального фазного напряжения сети, нашедшие свое отражение в соответствующих пунктах 10,18.