Анализ опасности прикосновения к токоведущим частям в трехфазной четырехпроводной электрической сети с заземленной нейтралью (однофазное и двухфазное). Привести схемы.

Основными причинами возникновения условий поражения электрическим током являются:

- случайное прикосновение или приближение на недопустимое расстояние к токоведущим частям электроустановки;

- возникновение аварийных режимов в электроустановках,

- невыполнение требований правил устройства электроустановок (ПУЭ), правил техники безопасности и технической эксплуатации электроустановок (ПТБ и ПТЭ).

Анализ опасности поражения человека в электроустановках сводится к определению значения тока в цепи тела человека. Однако, эта задача не легкая, поскольку человек может иметь контакт с различными элементами электроустановки, напряжение между которыми зависит от ее параметров, условий и режима работы.

Существует несколько условий поражения (схем включения) человека в электроустановках.

Основные из них:

- двухполюсное (двухфазное) прикосновение (одновременное прикосновение) к двум полюсам (фазам) электроустановки, находящейся под напряжением;

- однополюсное (однофазное) прикосновение, т.е. прикосновение человека, имеющего гальваническую связь с землей, к одному полюсу (фазе) электроустановки, находящейся под напряжением;

Прямое прикосновение - электрический контакт людей с токоведущими частями, находящимися под напряжением.

Косвенное прикосновение– электрический контакт людей с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.

Токоведущая часть– проводящая часть, электроустановки, находящаяся в процессе ее работы под рабочим напряжением (в том числе нулевой рабочий проводник).

Проводящая часть – часть, которая может проводить электрический ток.

При оценке условий электробезопасности в какой-то конкретной электроустановке необходимо провести анализ возникновения электрической цепи через тело человека, сравнение его с допустимыми нормами значением и принятие заключения о необходимости выполнения мероприятий по обеспечению электробезопасности.

Анализ условий поражения в электроустановках

Наиболее характерные варианты (схемы включения) попадания человека под напряжение в сетях переменного и постоянного тока представлены в таблице 2.1, в которой приняты следующие обозначения:

- U_с – напряжение сети постоянного или однофазной сети переменного тока;

- U_л –линейное напряжение;

- U_пр – напряжение прикосновения;

- U_ш – шаговое напряжение;

- I_h – ток через человека;

- I_з – ток замыкания на землю;

- R_h – сопротивление тела человека;

- R₀ – сопротивление заземляющего устройства;

Наиболее типичными являются два случая замыкания цепи тока через тело человека: когда человек касается одновременно 2^х проводов и когда он касается лишь одного провода.

Двухфазное прикосновение

Двухфазное (двухполюсное) прикосновение (рис. 2.1) более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение. Ток через человека рассчитывается по формуле:

(2.1)

 

Для 3^х фазной сети переменного тока человек попадает под линейное напряжение (Uл)

 

 (2.2)

 

где: U_л - линейное напряжение, В

  U_ф - фазное напряжение, В.

 

Для сети с U_л=380 В (U_ф=220 В) при сопротивлении тела человека R_h равному 1000 Ом ток через тело человека:

Этот ток для тела человека является смертельно опасным.

Для сети постоянного тока 220 В ток через тело человека будет равен:

Этот ток является неотпускающим и человек не может освободиться от него без посторонней помощи.

При 2^х фазном прикосновении ток, проходящий через тело человека практически не зависит от режима нейтрали сети, следовательно, двухфазное прикосновение является одинаково опасным, как в сети с изолированной, так и в сети с заземленной нейтралями (при одинаковых линейных напряжениях).

Очевидно, что при двухфазном прикосновении опасность не уменьшается и в том случае, если человек надёжно изолирован от земли.

Однофазное прикосновение

Однофазное (однополюсное) прикосновение (рис. 2.2 и 2.3) происходит во много раз чаще, чем двухфазное прикосновение, но является менее опасным, поскольку напряжение, под которым оказывается человек не превышает фазного напряжения сети и ток через тело человека меньше в 1,73 раза. Кроме того, на этот ток большое влияние оказывает режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, сопротивление земли, сопротивление основания (пола), на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

В сети с заземлённой нейтралью (рис. 2.2), цепь тока, проходящего через человека включает в себя, кроме сопротивления тела человека, ещё и сопротивление его обуви, сопротивление пола, а также сопротивление заземления источника тока. Причём все эти сопротивления включены последовательно.

Ток, проходящий через тело человека в этом случае будет определяться по формуле:

 (2.3)

где: U_ф - фазное напряжение сети, В;

  R_h - cопротивление тела человека, Ом;

  R_об - сопротивление обуви человека, Ом;

  R_n - сопротивление пола (основания), Ом;

  R₀ - сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом

Наиболее неблагоприятный случай будет, когда человек, прикоснувшийся к фазному проводу, имеет на ногах токопроводящую обувь (сырую или подбитую металлическими гвоздями) и стоит непосредственно на сырой земле или на токопроводящем (металлическом) полу (или на заземленной металлической конструкции). В этом случае R_об = и R_n=0.

Ток, проходящий через тело человека будет определяться по формуле:

 (2.4)

Обычно сопротивление заземления нейтрали (R₀) во много раз меньше сопротивления тела человека (R_h) и не превышает 10 Ом, им можно пренебречь, и тогда ток через тело человека можно определить по формуле:

Так, в сети с фазным напряжением 220 В при R_h=1000 Ом, ток через человека будет:

Этот ток также смертельно опасен для человека.

В случае. когда человек имеет на ногах непроводящую обувь (например, диэлектрические галоши) и стоит на изолирующем основании (например, на деревянном полу), то принимая R_об= 45000 Ом и R_n=100000 Ом, получим:

Этот ток не опасен для человека.