M04498.pdf Техника безопасности

31

б) у протяжних мережах ємність фаз відносно землі така велика, що навіть у разі гарної ізоляції (r→ ∞ ) можна прийняти z = xc , при цьому величина струму, що проходить крізь тіло людини, буде визначатися

Необхідно відзначити, що замикання однієї з фаз на землю збільшує небезпеку ураження людини електричним струмом.

Замикання на землю однієї з фаз змінює потенціал землі та збільшує напругу, додану до тіла.

У мережі з ізольованою нейтраллю напруга пошкодженої фази відносно землі складає, як правило, невелику частину від фазної напруги, напруга справних фаз зростає практично до лінійної, а струм, що проходить крізь тіло людини при дотику його до справної фази, дорівнюватиме

де Uл – лінійна напруга у мережі.

Двополюсний дотик. Небезпека ураження людини електричним струмом залежить від варіанта двополюсного дотику. Струм, що проходить крізь тіло людини у разі безпосереднього дотику до двох фаз, дорівнює:

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

32

Велектричних мережах з ізольованою нейтраллю напругою до 1000

Восновним засобом захисту людини від ураження електричним струмом є захисне заземлення.

Захисне заземлення. Під час вивчення захисного заземлення необхідно усвідомити, що захисним заземленням називається навмисне електричне сполучення з землею металевих неструмопровідних частин електрообладнання, що можуть випадково опинитись під напругою (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Захисне заземлення

Захисне заземлення зменшує напругу дотику до допустимої величини завдяки своєму малому опору. Струм, що проходить крізь тіло людини, дорівнюватиме

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

де r – активний опір ізоляції фази відносно землі; Rз – опір захисного заземлення.

Таким чином, враховуючи, що r >> Rз , струм, що проходить крізь тіло людини, дорівнює

Iч = 3Ur Rч . (3.11)

З(3.11) випливає, що струм, який проходить крізь тіло людини, за рахунок малого опору захисного заземлення може бути знижений до допустимої величини.

Захисне заземлення застосовується в мережах трифазного струму з ізольованою нейтраллю.

Необхідно пам’ятати, що при виконанні захисного заземлення згідно з ПУЕ слід виконувати такі вимоги: Rз

-заземленню підлягають металеві неструмопровідні частини електрообладнання, що можуть опинитись під напругою при порушенні ізоляції;

-заземленню підлягають металеві неструмопровідні частини електрообладнання в усіх випадках при напрузі 380 В та вище змінного струму, 440 В та вище постійного струму;

-заземленню підлягають металеві неструмопровідні частини електрообладнання при номінальних напругах 42 В та вище змінного струму, 110 В постійного струму в приміщеннях підвищеної небезпеки;

-опір захисного заземлення в електроустановках до 1000 В не повинен перевищувати 10 Ом.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

34

Ураження людини під час дотику до струмопровідних частин залежить від схеми вмикання людини в мережу, напруги мережі, схеми самої мережі, режиму нейтралі, опору ізоляції фаз устаткування або мережі, ємності струмопровідних частин відносно землі, тощо.

Схема вмикання людини до електричного ланцюга є дуже важливим фактором, що визначає важкість наслідку ураження струмом. Людина може включитися до струму вмиканням в ланцюг струму між двома дротами (двополюсний дотик) та одним дротом і землею (однополюсний дотик).

У разі однополюсного дотику у мережі з глухозаземленою нейтраллю (рис. 3.3) слід мати на увазі, що опір заземлення нейтралі Ro складає декілька Ом (провідність Y0 велика). На величину струму, який проходить крізь тіло людини не впливають параметри мережі (опір ізоляції та ємність фаз відносно землі), а впливає опір людини, а також опір підлоги, на якій стоїть людина, опір її взуття.

Rh

Ih

Ro

Рисунок 3.3 – Мережа з глухозаземленою нейтраллю

Тоді із (3.1) отримаємо, що струм, який проходить крізь тіло людини, дорівнює

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

де Rh – повний опір; Rл – опір тіла людини;

Rпп – опір підстилаючої поверхні; Rоб – опір взуття.

Оскільки опір заземлення нейтралі Ro не перевищує 4 Ом, а опір тіла людини Rл - не нижче 1000 Ом у мережі з глухозаземленою нейтраллю збільшення напруги, доданої до тіла людини, визначається напругою зміщення нейтралі відносно землі U0, що залежить від співвідношення опору замикання фази на землю та опору заземлення нейтралі, а струм Ih, що проходить крізь тіло людини, дорівнює

де r3 – опір замикання фази на землю.

Зануленням називається навмисне електричне сполучення металевих неструмоведучих частин електрообладнання, що можуть випадково виявитися під напругою, з багаторазово заземленим нульовим проводом електричної мережі (рис. 3.4).

Нульовий захисний провідник – це провідник, що з’єднує частини електрообладнання, які зануляються, з глухозаземленою нейтральною точкою обмотки джерела струму або її еквівалентом. Занулення перетворює випадкове замикання на корпус в однофазне коротке замикання, в результаті якого спрацьовує максимальний струмовий захист та селективно відключає корпус електрообладнання та пошкоджену дільницю ланцюга. Занулення застосовується в трифазних чотирипровідних мережах з глухозаземленою нейтраллю напругою до 1000 В.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

36

Рисунок 3.4 – Схема занулення

При виконанні занулення слід виконувати такі вимоги:

-повна провідність зануляючих провідників (провідників, за допомогою яких виконується занулення) повинна складати не менше половини провідності фазного проводу;

-повинна бути забезпечена безперервність нульового проводу;

-всі сполучення нульового проводу виконуються зварювальними, а приєднання до корпусів допускається болтове;

-в ланцюг занулення забороняється встановлювати запобіжники, автомати відключення, вимикачі;

-номінальний струм плавкої вставки запобіжника або струм установки розчеплювача автомата Iвідкл повинен задовольняти умові

де k – коефіцієнт кратності струму замикання; Iкз – струм короткого замикання;

U – фазна напруга мережі;

zn – повний опір петлі замикання –„фаза-нуль”.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

37

Значення коефіцієнта кратності замикання k згідно з ПУЕ повинен бути рівний:

-не менше 3 при захисті запобіжниками або автоматами з зворотнопропорційною залежністю від струму характеристикою;

-не менше 4 при захисті запобіжниками або автоматами з зворотнопропорційною залежністю від струму характеристикою у вибухонебезпечних установах;

-не менше 1.4 для автоматів з електромагнітними розчеплювачами та номінальною силою струму до 100 А та не менше 1.25 – для інших.

Надійність відключення електроустановки залежить від величини опору петлі „фаза-нуль”. З (3.15) випливає, що плавка вставка запобіжника надійно розплавиться або автомат спрацює за умови

У разі невиконання умови (3.16) відключення пошкодженої дільниці ланцюга не відбудеться та корпус пошкодженої електроустановки буде весь час знаходитись під фазною напругою. При обриві нульового проводу ( zn → ∞ ) корпус електроустановки також виявиться під фазною напругою

(рис. 3.5)

а) повторне заземлення відсутнє; б) повторне заземлення є. Рисунок 3.5 – Обрив нульового проводу при зануленні

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

38

Напругу на корпусі електроустановки при обриві нульового проводу можна зменшити, якщо застосувати повторне заземлення. При цьому напруга на корпусі Uk за місцем обриву дорівнюватиме

У відповідності з ПУЕ при виконанні повторного заземлення слід виконувати такі вимоги:

-повторне заземлення нульового проводу виконується на входах у будинок, а також на кінцях ліній та відгалужень довжиною більш 200 м.;

-при розміщенні занулених електроустановок поза будинками відстань від електроустановки до найближчого повторного заземлювача повинна бути не більш 100 м;

-загальний опір заземлюючих пристроїв всіх повторних заземлень нульового проводу не повинен перевищувати:

а) 5 Ом при напрузі мережі 660/380 В; б) 10 Ом при напрузі мережі 380/220 В; в) 20 Ом при напрузі мережі 220/127 В.

При цьому опір кожного з повторних заземлень не повинен перевищувати 15, 30, 60 Ом відповідно.

Повторне заземлення нульового проводу тільки знижує небезпеку ураження, але не виключає її.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

39

Завдання на підготовку до лабораторної роботи

1. Розрахуйте струм, що проходить крізь тіло людини у разі однополюсного дотику. Дані для розрахунку вибрати з табл. 3.1. Опір тіла людини прийняти таким, що дорівнює 1 кОм.

Таблиця 3.1 – Вхідні дані для розрахунку величини струму

2.Надати пояснення тверженням:

-із (3.5) випливає, що у мережі з ізольованою нейтраллю при ємності фаз близької до нуля, струм, що проходить крізь тіло людини, при великому опорі ізоляції фази може бути менше значення порогового невідпускаючого струму;

-із (3.6) випливає, що навіть у разі якісної ізоляції фазних проводів, але за наявністю ємності фази відносно землі, струм, що проходить крізь тіло людини, може досягати значень, небезпечних для життя.

3.Перерахуйте основні види електричних мереж та назвіть їхні основні характеристики та параметри. Побудуйте діаграму напруг електричної мережі.

4.Чому чинником небезпеки є «повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека», а не величина струму, що проходить крізь тіло людини?

5.Які параметри мережі з ізольованою нейтраллю впливають на наслідок поразки людини електричним струмом у разі однополюсного та двополюсного дотику?

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

40

6.Поясніть у яких випадках можна зневажити ємністю фаз відносно землі, а в яких - активним опором ізоляції.

7.Побудуйте графік розподілу потенціалу вздовж нульового проводу при зануленні та замиканні на корпус електроустановки. Повторне заземлення відсутнє, обриву нульового проводу немає.

8.Побудуйте графік розподілу потенціалу вздовж нульового проводу при зануленні та замиканні на корпус електроустановки. Повторне заземлення відсутнє, є обрив нульового проводу між електроустановкою та робочим заземленням нейтралі мережі.

9.Побудуйте графік розподілу потенціалу вздовж нульового проводу при зануленні та замиканні на корпус. Повторне заземлення є, обриву нульового проводу немає.

10.Як здійснюється нормування допустимих величин опору захисного заземлення?

Контрольні запитання для самоперевірки та контролю.

1.Що таке занулення? Поясніть принцип роботи занулення.

2.Назвіть галузь застосування занулення.

3.Що таке захисне заземлення? Поясніть принцип роботи захисного заземлення.

4.Назвіть галузь застосування захисного заземлення.

5.Чому струм замикання на землю у разі захисного заземлення не повинен залежати від опору тіла людини та опору заземлення?

Література

1.Іванов В.Г., Дзюндзюк Б.В., Олександров Ю.М. Охорона праці в електроустановках. – К.: АТ”ОКО”, 1994.-228с.

2.Охрана труда / Под ред. Б.А. Князевского. – Высш.шк., 1982.-311с.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com