Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственная безопасность. Ч. 2. Практикум
.pdf
действия электрического тока усыпляет бдительность и создает иллюзию его
«безопасности».
Электрический ток оказывает на человека термическое,
электролитическое и биологическое действия. Термическое действие
заключается в нагреве тканей при протекании по ним электрического тока;
электролитическое действие – в разложении крови и других жидкостей
организма; биологическое – в возбуждении живых тканей организма,
сопровождающемся судорогами, спазмом мышц, остановкой дыхания и
сердечной деятельности.
В результате воздействия электрического тока могут возникнуть
местные электротравмы (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи,
механические повреждения, ослепление светом электрической дуги) или
произойти электрический удар, который характеризуется общим поражением
организма и может сопровождаться судорогами, потерей сознания, остановкой
дыхания и (или) сердечной деятельности, клинической смертью.
Наиболее опасен переменный ток в диапазоне частот от 20 до 100 Гц. Человек
начинает ощущать протекание тока частотой 50 Гц, если его действующее
значение составляет от 0,6 до 1,5 мА, при токе 10 мА начинаются некоторые
судорожные сокращения рук, от 20 до 50 мА – затруднение дыхания, при 50 мА
может начаться фибрилляция сердца. Для постоянного тока ощущение его
протекания возникает при 3…7,5 мА.
Вероятность поражения человека электрическим током зависит от
климатических условий в помещении (температуры, влажности), а также
наличия токопроводящей пыли, металлических конструкций, соединенных с
землей, токопроводящего пола и т.д.
В соответствии с "Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ) все
помещения делятся:
а) с повышенной опасностью, в которых имеет место одно из
следующих условий:
сырость (относительная влажность длительно превышает 75%) или
токопроводящая пыль;
токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные,
кирпичные и т.д.);
высокая температура (длительно превышает 35°С)
возможность одновременного прикосновенного прикосновения к
металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землѐй, с
одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования, с
другой.
б) особо опасные:
особая сырость (относительная влажность воздуха близка к 100%),
потолок, стены, пол, и предметы в помещении покрыты влагой;
химически активная среда (в которой постоянно или длительное
время содержатся пары или отложения разрушающе действующие на
изоляцию проводов);
31
одновременно два и более условий повышенной опасности.
,
3
из
h
ф
h
R
R
U
I
в) без повышенной опасности:
. помещения, в которых отсутствуют признаки повышенной и особой
опасности.
4.1. Опасность прикосновения к токоведущим частям в
трѐхпроводных сетях
4.1.1. Однофазное прикосновение к проводу сети с изолированной
нейтралью при исправной изоляции (рис.16):
Рисунок 16 - Однофазное включение человека в электрическую сеть.
Ток, проходящий через человека Ih, возвращается к источнику тока через
изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим
сопротивлением изоляции Rиз. До 1000В Rизравна 0,5 МОм и больше. Ток,
протекающий через тело человека, определяется выражением:
(4.1)
где Rh - сопротивление тела человека, при расчетах берется 1000 Ом;
Rиз - сопротивление изоляции фаз относительно земли;
U ф - фазное напряжение
С учетом сопротивление обуви R
об
и пола Rп, включенных
последовательно, сопротивлению тела человека Rh , ток, проходящий через
человека, будет равен:
32
3
из
hобh
ф
h
R
RRR
U
I
(4.2)
ф
ф
ф
Uф
Uл
Ih
R0
0
RR
U
I
h
ф
h
0
RRRR
U
I
hобh
ф
h
4.1.2. Однофазное прикосновение к проводу сети с заземленной
нейтралью (рис.17):
Рисунок 17 - Однофазное прикосновение к сети с заземленной нейтралью
Величина тока через человека определяется только сопротивлением тела
человека, величины сопротивлений изоляции проводов не влияют на ток,
проходящий через тело человека.
, (4.3)
где R0 - сопротивление заземления нейтрали. При Uл= 380 ВR0 не
превышает 4 0м, то им при расчетах можно пренебречь. В этом случае
сопротивление пола и обуви играют большую роль в безопасности человека,
т.к. включены в цепь с человеком последовательно.
(4.4)
При Rп= 0 и R
об
= 0
U ф=220В
Ih = 0,22 А =220 мА > 100 мА>> 10 мА , это очень опасно!
4.2. Двухфазное прикосновение к сети.
Двухфазное прикосновение (рис. 18) более опасно, поскольку к телу
человека прикладывается наибольшее для данной сети напряжение –
линейное Uл и поэтому через человека пройдет большой ток.
33
h
ф
h
л
R
U
R
U
73,1
ф
ф
ф
Uф
Uл
Uл=3Uф(4.5)
Ih=
(4.6)
Рис.18 - Двухфазное прикосновение
Ecли Uф= 220 В, то Uл = 380 В
Ih=0,38 А =380 мА
Этот ток для человека является смертельно опасным. При двухфазном
прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от
режима нейтрали сети, следовательно, двухфазное прикосновение является
одинаково опасным как в сети с изолированной, так и с заземленной
нейтралью.
Так же очевидно, что при двухфазном прикосновении опасность
прикосновения не уменьшается и в том случае, если человек будет надежно
изолированным от земли, т.е. если он будет иметь на ногах диэлектрические
галоши или боты.
4.3. Опасность напряжений прикосновения при замыкании фазы
на землю (аварийный режим) и на корпус электрооборудования
При замыкании фазы на землю сеть с изолированной нейтралью (рис. 19)
оказывается более опасной, чем с заземленной (рис. 20). Так как, в сети с
изолированной нейтралью напряжение, обуславливающее величину тока
через тело человека равно Uл, а в сети с заземлѐнной нейтралью оно лежит в
пределах: Uл>Uпр>Uф
34
Рисунок 19 - Сеть с изолированной нейтралью
змh
л
RRU
Ih=
, (4.7)
где Rh- сопротивление тела человека;
Rзм- сопротивление замыкания фазы земли
В случае пробоя фазы на корпус оборудования, которое в нормальных
условиях не должно находится под напряжением, человек, работающий с
этим оборудованием, оказывается в режиме однофазного прикосновения. Для
защиты от поражения электрическим током в сети с изолированной
нейтралью применяется защитное заземление (рис. 20).
Рис. 20 - Сеть с заземленной нейтралью
35
А
R
R
U
I
Ф
з
3
3
104,1
3
10450
4
220
3
из
з
мкAАI
h
6,5106,5
1000
106,5
6
3
Рис. 21 - Защитное заземление
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с
землей или еѐ эквивалентом металлических нетоковедущих частей
электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасного
значения напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением с
землей. С заземленного корпуса ток стекает в землю через заземлитель (Rз)
Пример: В сети сUф= 220 В, при R
= 0; R
об
пола
= 0;
Rиз= 450 кОм, Rh= 1000 Ом человек прикасается к незаземленному корпусу.
Найти Ih.
= 1,4 мА
Uk= Iз·Rз
где Uk-напряжение на корпусе оборудования
Uk= 1,4·10-3·4 = 5,6·10
-3
В
При замыкании одной фазы на землю, а другой на корпус заземлѐнной
электроустановки (рис. 22) на корпусе появляется напряжение, которое
можно рассчитать по формуле 4.8.
36
змз
зл
ззпр
rR
RU
RIU
Рисунок 22. Аварийный режим в сети при заземлѐнном корпусе электрооборудования
. (4.8)
Контрольные вопросы
1. Дайте объяснение схемы лабораторной установки для каждого опыта.
2. Объясните принцип действия и условия применения схемы трѐх
вольтметров для контроля за состоянием сопротивления проводов
относительно земли.
3. Какое действие на величину поражающего тока и напряжения
оказывает сопротивление изоляции проводов по отношению к земле в сетях с
изолированной и глухозаземлѐнной нейтралью?
4. Объясните значение сопротивления пола, обуви и применяемых для
них материалов, как мера защиты от поражений электрическим током.
5. Объясните принцип защитного действия и условия применения
заземления нетоковедущих частей электрооборудования.
6. В каких случаях эксплуатация электроустановок в сети трѐхфазного
тока с изолированной нейтралью опаснее, чем в сети с глухозаземлѐнной
нейтралью?
7. Какова должна быть величина сопротивления изоляции в
электроустановках до 1000В?
8. Объясните значение возможно большего числа средств защиты от
поражения током.
9. Как определяется величина тока, протекающего через тело человека
при однофазном прикосновении:
а.) в сети трѐх фазного тока с изолированной нейтралью;
б.) в сети трѐх фазного тока с заземлѐнной нейтралью?
10. Какая величина сопротивления тела человека принята для расчетов?
11. Какой величины ток считается опасным для жизни человека?
37
Лабораторно-практическое занятие № 4
«Исследование зануления»
Цель работы: познакомиться с особенностями использования
трѐхфазных четырѐхпроводных сетей переменного тока напряжением до
1000В.
Содержание работы: Исследовать эффективность защитного действия
зануления корпуса электроустановки при эксплуатации этих сетей. Выявить
зависимость условий электробезопасности от режима нейтрали сети, наличия
зануления корпусов электроустановок, наличия защитного заземления и
повторного заземления нулевого провода.
Отчѐт по работе должен содержать результаты измерений,
эквивалентные схемы к каждому опыту, краткие выводы.
Описание лабораторной установки
Монтаж схемы выполнен на обратной стороне панели, в схеме применено
пониженное трѐхфазное напряжение 19/11В при реальном напряжении
380/220В. Поэтому, значения напряжений по показаниям вольтметра надо
умножить на коэффициент К=20. Величина сопротивления тела человека Rh
равна 1000Ом.
В цепях питания ЭУ-1 предусмотрено наличие устройства защитного
отключения - УЗО, назначение которого наглядно продемонстрировать
зависимость времени отключения повреждѐнной установки (при замыкании
фазы на корпус) от величины тока замыкания.
При всех измерениях УЗО должно быть зашунтировано с помощью
тумблера В5 – «Вкл.». С помощью переключателя П1 имитируется
замыкание фазы «С» на корпус ЭУ-1 при различных сопротивлениях
замыкания, с помощью переключателя П4 - замыкание фазы «А» на землю.
Тумблер В1 - включение сети;
В3 - разрыв нулевого рабочего провода;
В4 имитирует заземление нейтрали;
В6 - прикосновение человека к корпусу ЭУ-1;
В7 - заземление корпуса ЭУ-1;
В8 - зануление установки ЭУ-1;
В9 - разрыв нулевого защитного провода;
В10 - зануление корпуса ЭУ-2;
В11 - заземление корпуса ЭУ-2;
В12 - замыкание фазы на корпус ЭУ-2;
В13 - повторное заземление нулевого защитного провода;
- П2 – подключение корпуса ЭУ-2 к нулевому защитному проводу;
- П3 – подключение корпуса ЭУ-2 к нулевому рабочему проводу.
38
B1
СЕТЬ
ТР1
B3
ПР1..3
УЗО
ЭУ–1
B А С
B5
B8
П1
ro
B4
B7
rз1
B6
rз2
B11
rn
B9
Rh
ЭУ-2
B1
B10
r1
r2
r3
A B C
PE(Oз
B13
П4
П2
П3
Рис. 23 Электрическая схема лабораторной установки
N(Op)
А1
А2
А3
5001 23 1 3 2
Порядок выполнения работы
Условия
опыта
R ,Ом
Uк1, В
Uh, В
Нейтраль
заземлена,
корпус
занулѐн
500*1000
1000
10
4
0
Условия опыта
Сопротивление
замыкания на ЭУ-1,Ом
Uк1,В
Нейтраль заземлена
0
4
Нейтральзаземлена,
нулевой провод
повторно заземлѐн
0
4
Опыт №1. Назначение зануления.
Условия опыта.
Электроустановка ЭУ-2 в эксперименте не участвует, элементы схемы, не
используемые в опыте, отключены.
В ЭУ-1 происходит нарушение изоляции, сопротивление замыкания на
корпус изменяется с помощью переключателя П1 ступенями: 500кОм; 1кОм;
10Ом; 4Ом; 0Ом. На корпусе электроустановки ЭУ-1 появляется напряжение
Uк1. Измерить напряжение прикосновения Uh. Тумблер В8 – включен.
Результаты опыта занести в таблицу 1.
Таблица 1
Убедиться в наличии напряжения на корпусе электроустановки ЭУ-1 при
выключенном тумблере В8.
Опыт №2. Влияние на условия безопасности заземления нейтрали сети и
повторного заземления нулевого провода в случае пробоя изоляции в
занулѐнной электроустановке.
Условия опыта:
Нейтраль заземлена, тумблер В4 включен. Сопротивление заземления
нейтрали сети равно 4 Ома. Нулевой повторный провод повторно заземлѐн,
тумблер В13 включѐн и В9 включен.
Результаты опыта занести в таблицу 2.
Таблица 2
Результаты опыта два сравнить с результатами опыта один.
Опыт №3. Защитное действие заземления нейтрали.
Условия опыта:
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]