1. Двухфазное прикосновение человека; 2. Однофазное прикосновение человека

Рисунок 3.2 - однофазное и двухфазное прикосновение к токоведущим частям

Двухфазное прикосновение, как правило, опаснее, чем однофазное.

Человек находится под напряжением, равном линейному, а ток, через тело человека, будет зависеть от сопротивления тела человека.

(3.1)

. (3.2)

где - ток проходящий через тело человека

, - линейное и фазное напряжение

- сопротивление тела человека лежит в пределах от 100-1000 Ом

(3.3)

Для сети с линейным напряжением 380 В при принятом сопротивлении человека R_h=1000 Ом ток через тело I_h=0,38 А. Этот ток смертелен для человека. 

Однофазное прикосновение человека является, как правило, менее опасным, так как ток через тело определяется влиянием многих факторов.

Сделаем два допущения:

Тело человека обладает только активным сопротивлением, а сопротивление опорной поверхности ног растеканию тока = 0.

Рисунок 3.3 - однофазное короткое замыкание в сети с изолированной нейтралью

(3.4)
. (3.5)

Ток через тело человека, прикоснувшегося к одной из фаз в сети с заземленной нейтралью практически не меняется с изменением сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли и определяется соотношением фазного напряжения и сопротивления тела человека.

3.2 Расчет защитного заземления

Защитное заземление является наиболее простой и в то же время эффективной мерой защиты от поражения электрическим током при появлении напряжения на металлических токоведущих частях оборудования.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус.

Для заземления электроустановки использованы искусственные заземлители, которые выполнены из стали.

Расчет проводится по результатам геологических изысканий для грунта, имеющего наибольшее удельное сопротивление на территории сооружения заземляющего устройства.

Для электроустановок с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В расчет заземлителя проводится по допустимому сопротивлению растеканию тока заземлителя.

Расчет защитного заземления:

Для расчета используются следующие исходные данные:

1. Рабочее напряжение заземляемого электрооборудования - 380 В.

2. Режим нейтрали питающей электросети - глухозаземленная.

3. Вид заземляемой электроустановки - ленточный конвейер.

4. Данные о мощности трансформаторов, питающих сеть приемников напряжением до 1000 В: S = 3,2 (кВ А).

5. Вид, форма, размеры вертикальных электродов и горизонтальной соединительной полосы - заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов круглого сечения (трубчатый) в земле длиной l=2 м, диаметром d=0,016 м, верхние концы которого соединяются с помощью горизонтальной соединительной полосы диаметром 0,004 м.

6. Глубина заложения горизонтальной соединительной полосы t₀=1,5м.

7. Климатическая зона, в которой располагается заземляемая электроустановка - 1

8. Состояние земли во время измерения ее сопротивления - нормальная влажность.

9. Отношения расстояния между вертикальными электродами к их длине: a/l = 1.

10. Количество вертикальных электродов n = 8.

11. Удельное сопротивление грунта на глубине забивки вертикального электрода ρ_изм = 30 Ом м.

Расчет:

1. Выбор допустимого сопротивления заземляющего устройства.

Сопротивление заземляющего устройства R_з.у. зависит от напряжения сети (до 1000 В или выше), режима нейтрали источника тока (изолированная или заземленная), мощности трансформаторов, питающих сеть приемников напряжением до 1000ьВ, класса опасности помещения. Наибольшее допустимое сопротивление защитных заземляющих устройств в электроустановках напряжением до 1000 В в помещении с повышенной опасностью (наличие токопроводящих металлических полов):

R_з.у. = 4 Ом.

2. Требуемое сопротивление искусственного заземлителя.

R_и = R_з.у.= 4 Ом.

3. Вычисляется сопротивление растеканию вертикальных электродов R_в и горизонтальной соединительной полосы R_г:

(3.6)

Рисунок 3.4 - Схема стержневого заземлителя круглого сечения

Условия применения:

м, (3.7)

м. (3.8)

Расчетное удельное сопротивление определяем с учетом коэффициента сезонности ψ. Коэффициент сезонности для однородной земли для климатической зоны 1 и нормальной влажности при длине вертикального электрода 2 м равен Ψ = 1,7, тогда расчетное удельное сопротивление

Ом м, (3.9)

Ом. (3.10)

Сопротивление горизонтальной соединительной полосы R_г:

, (3.11)

где L_г - протяженность горизонтальной соединительной полосы.

d

L_Г

t₀

Рисунок 3.5 - Схема горизонтальной соединительной полосы

L_г=2А+2В=2·15+2·3=36м, (3.12)

Ом. (3.13)

4. Для заземлителя с числом электродов n = 8 шт., расположенных в ряд, и отношением определяем коэффициенты использования для вертикальных электродов n_в = 0,73 и для горизонтальной соединительной полосы n_г = 0,77. Определяется число вертикальных электродов:

. (3.14)

5. Определяется длина горизонтальной соединительной полосы с расположением заземлителя в ряд:

L_Г=1,05∙2∙(n-1)=1,05∙2∙(8-1)=14,7≈15м. (3.15)

Т.к. и , следовательно, a = 2.

6. Определяется сопротивление группового заземлителя:

. (3.16)

7. Полученное сопротивление меньше требуемого:

, (3.17)

1,8Ом < 4Ом.

Вывод: в качестве искусственного заземлителя принимается заземлитель, который состоит из 8 вертикальных электродов, расположенных в ряд, длиной 2 м и диаметром 0,016 м, соединенных горизонтальной соединительной полосой диаметром 0,004 м, глубина заложения соединительной полосы 1,5 м.