5.3. Визначення характеристик електробезпеки

Якщо нехтувати впливом дотику людини на струм через заземлюючий пристрій, то напругу дотику Uд і кроку Uк можна визначити по еквівалентних схемах рис. 5.1, де роль еквіпотенційних ЕРС Е_д і Е_к грають різниці потенціалів між точками дотиків людини (коли відсутній шунтуючий вплив опору його тіла, R_т = 1000 Ом).

Рисунок 5.1 − Еквівалентні схеми для визначення U_д (а) і U_к (б)

Падіння напруги U_д і U_к на R_т в схемах, зображених на рис. 5.1 визначається без урахування взаємного екранування ступней, що дає деяке завищення небезпечної дії.

Ступні замінюються круглими металевими пластинами, що знаходяться на грунті. Опір кожної ступні

R_ст = ρ_з,п / (4 ∙ r_ст) ≈ 3 ∙ ρ_з,п, (5.1)

де ρ_з,п − питомий поверхневий опір грунту, Ом∙м;

r_ст =

Напруги дотику U_д і кроку U_к визначаються по формулах:

U_д = E_д ∙ R_т / (1,5 ∙ ρ_з,п + R_т);

U_т = E_д ∙ R_т / (6 ∙ ρ_з,п + R_т); (5.2)

Зниження Е_д і Е_к досягається шляхом зменшення опору заземления Rзп, який визначається еквівалентним опором грунта і конструкцією заземлювача.

Додатково знижує небезпеку поразки персоналу також укладка в місцях установки устаткування вирівнюючих провідників у вигляді частої сітки, приєднаної до основного контура заземлення.

За розрахункове значення напруги дотику береться максимальна різниця потенціалів між потенціалом заземлювача і найменшим потенціалом поля заземлювача на поверхні землі:

U_д = α_д ∙ I ∙ R = α_д ∙ U, (5.3)

де α_д − коефіцієнт напруги дотику; I − розрахунковий струм однофазного короткого замикання, A; R − опір заземлючого пристрою, Ом; U − напруга на заземлювачі, В.

Допустимі значення U_д, що регламентуються Правилами улаштування електроустановок […], наведено в таблиці 5.4.

Таблиця 5.4 − Допустимі значення напруги дотику

Тривалість дії t, с	До 0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	більш 1 до 3
Найбільша допустима напруга дотику Uд.доп., В	500	400	200	130	100	65

Як розрахункову тривалість дії струму однофазного КЗ слід приймати час, обчислений за формулою

U_д = (165 + 0,25 ∙ ρ) / √t, (5.3)

де ρ − питомий опір грунту, Ом∙м; t − тривалість протікання струму, с;

Звідки U_д − розрахункове значення напруги дотику, В.

З розділу 3.3 відомо що U_д = 166,982 В; ρ = 330 Ом∙м, тоді

t = [(165 + 0,25 ∙ ρ) / U_д]² = [(165 + 0,25 ∙ 330) / 166,982]² = 2,2 с.

Порівняння розрахункового часу t з вибраною уставкою струмової відсічки релейного захисту дозволяє оцінити безпеку виконання робіт в працюючих електроустановках.

При визначенні значення допустимої напруги дотику як розрахункова тривалість дії слід приймати суму часу, що отримується від складання часу дії захисту і повного часу відключення вимикача. Визначаючи допустимі значення напруг дотику у робочих місць, слід приймати час дії резервного захисту, а для решти території підстанції − основного захисту.