Завдання

1 На чому заснована робота електромагнітного реле?

2 Коли спрацьовує реле максимального струму?

3 Що таке струм спрацьовування і струм відпуску?

4 Де застосовуються електромагнітні реле?

5 Що таке геркон? Які типи герконів ви знаєте?

6 Пояснити принцип роботи геркона і застосування.

Форма контролю

Перевірка відповідей на питання, виконаних завдань.

ВИКЛАДАЧ – Ковальова Т.І.

Самостійна робота № 10 (6 год.)

Тема 1.10: Передача та розподіл електричної енергії

МЕТА: ознайомитися з дією електричного струму на організм людини, захисним заземленням трьохпровідних ланцюгів трифазного струму

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ:

1 Гамола О.Є. Електротехнічний практикум: навч.посіб. / О.Є. Гамола, В.І. Коруд, В.С. Мадай, Н.П. Мусихіна. - Львів : «Магнолія 2006», 2009. – С. 376 – 400.

2 Паначевний Б.І. Загальна електротехніка : теорія і практикум / Б.І. Паначевний, Ю.Ф. Свергун. - К. : Каравела, 2003. – С. 213-214.

ПЛАН

1 Дія електричного струму на організм. Напруга дотику і його допустимі значення. Однофазний і двофазний дотик.

2 Захисне заземлення трьохпровідних ланцюгів трифазного струму.

Зміст теоретичного матеріалу

1 Дія електричного струму на організм людини. Напруга дотику і його допустимі значення.

При проходженні електричного струму через організм людини в першу чергу уражається центральна нервова система, в результаті чого порушується робота серцевого м'яза і органів дихання. Ступінь ураження залежить від сили і частоти струму, а також від шляху проходження струму через організм людини. За інших рівних умов найбільше фізіологічний вплив на організм людини надають струми частотою 50-60 Гц. Що стосується сили струму, то неприємні відчуття виникають вже при струмах в кілька міліампер. При струмі 25 мА (0,025 А) настає судорожне скорочення м'язів і людина оказивається не в змозі самостійно розтиснути пальці і звільнитися від проводу, що знаходиться під струмом. При струмі 100 мА (0,1 А) практично миттєво настає параліч дихання і серця. Правилами техніки безпеки за безумовно небезпечний прийнятий струм 50 мА (0,05 А).

Постійний струм приблизно в 4-5 разів безпечніше змінного при напругах до 250-300 В. При більш високих напругах постійний струм виявляється небезпечніше змінного.

Розрізняють декілька ступенів тяжкості електротравм при електричному ударі:

- електротравма I ступеня - судорожне скорочення м'язів без втрати свідомості;

- електротравма II ступеня - судорожне скорочення м'язів з втратою свідомості;

- електротравма III ступеня - втрата свідомості і порушення функцій сердечної діяльності і / або дихання;

- електротравма IV ступеня - клінічна смерть.

Значним електричним опором володіє тільки поверхневий шар шкіри людини. Цей опір залежить від багатьох причин (вологості шкіри, ступеня розширення шкірних капілярів і ін.) І коливається в широких межах - від 800 до 100 000 Ом. Опір різко знижується, наприклад, при вживанні алкоголю. Якщо прийняти опір тіла людини рівним 1000 Ом, то небезпечним буде струм при напрузі U ІR_люд =0,051000 = 50 B.

При цьому джерело повинно віддавати потужність P = UI = 500,05 = 2,5 Вт.

Якщо потужність джерела значно менша зазначеної цифри, то високі напруги не призводять до спільної поразки організму людини, але викликають неприємні відчуття.

При несправності ізоляції струмопровідних частин електротехнічних установок неізольовані металеві конструкції можуть опинитися під напругою. Під напругою виявиться і людина, що доторкнеться такої металевої конструкції. Назвемо цю напругу напругою дотику U_дот.

Правила техніки безпеки вважають небезпечними для людини такі напруги дотику: в сухому приміщенні U_дот = 65 В; в сирих приміщенях з відносною вологістю 75% і струмопровідними підлогами U_дот = 36 В; в особливо небезпечних приміщеннях (металеві кабіни, котли, приміщення з відноси-котельної вологістю 100%) U_дот = 12 В.

2 Захисне заземлення трьохпровідних ланцюгів трифазного струму

Ураження електричним струмом відбувається при замиканні електричного кола через тіло людини. Двофазним дотиком називають той випадок, коли людина доторкається двох проводів, а однофазним – коли людина доторкається одного проводу, маючи при цьому контакт із землею (рис.42).

Рисунок 42 – Двофазний дотик

При двофазному дотику на тіло людини подається лінійна напруга U_Л, і через нього протікає великий струм. Якщо вважати, що середній опір тіла людини R = 1000 Ом, то струм через нього дорівнює:

І = U_Л/R = 380/1000 = 0,38 А = 380 мА.

Цей струм смертельно небезпечний!

Далі розглянемо однофазний дотик.

Внаслідок того, що опір ізоляції R_із проводів електричної мережі обмежений (не безкінечне великий), між лінійними проводами існують струми витоку I_В, які замикаються через землю. На рисунку 43,а розподілений по довжині дроту опір ізоляції для наочності умовно зображено зосередженим.

а) б)

Рисунок 43 - Струми витоку в трехпроводной трифазної лінії (а); паралельне з'єднання опорів ізоляції і тіла людини (б)

Якщо людина, що стоїть на землі, торкнеться навіть одного оголеного проводу лінії, то він опиниться в небезпеці, так як майже весь струм витоку пройде через його тіло, а струм витоку в потужних енергосистемах зазвичай перевищує небезпечне значення 50 мА.

Дійсно, згідно з рис. 36, струм витоку розподіляється між параллельними гілками R_люд і R_із, а так як R_із >> R_люд, то практично весь струм витоку піде через людину.

Звичайно, випадки, коли людина, що стоїть на землі торкається оголеного дроту енергосистеми, рідкісні і повинні бути виключені зовсім. Для цього струмопровідні частини електроустановок закриваються кожухами, застосовуються огородження і блокування, автоматично відключають напругу, коли людина входить всередину огорож. У місцях небезпеки вивішуються таблиці і плакати. Обслуговуючий персонал проходить курс техніки безпеки, інструктуються, забезпечуються гумовими рукавичками, ботами, ізолюючими килимками і підставками.

Небезпека проходження через тіло людини струмів витоку виникає в тих випадках, коли внаслідок пошкодження ізоляції під струмом виявляються металеві частини і станини машин, не з'єднані з струмоведучими деталями.

Для забезпечення безпеки в цьому випадку застосовується захисне заземлення металевих частин електротехнічних установок, що не знаходяться під напругою. Заземлення здійснюється за допомогою сталевих труб, полос, куточків, які закладаються в грунті на достатній глибині і з'єднуються з заземлюючими деталями сталевими смугами (шинами). Таке захисне заземлення показано на рисунку 44.

а) б)

Рисунок 44 - Схема захисного заземлення в трьохпровідний лінії (а);

розподіл струму витоку між тілом людини і заземлювачем (б)

Якщо станеться пошкодження ізоляції і корпус двигуна виявиться з'єднаним з проводом мережі, то людині, що доторкнулося до заземленого дви гуна, не загрожує небезпека.

Дійсно, в цьому випадку струм витоку розподіляється між паралельними гілками R_люд і R_з (рис. 44,б).

Так як опір людини значно більше, ніж опір заземлювача, то майже весь струм витоку пройде через заземлювач. Це справедливо, якщо заземлювач правильно розрахований і ретельно виконаний. При підвищеному опорі заземлювача небезпека ураження людини струмами витоку залишається.