Часть 8. Электробезопасность

8.1. Защитное заземление и зануление на строительных площадках

1. Электротравматизм специфичен: отличается от других видов травматизма отсутствием признаков приближаю­щейся опасности, а также характеризуется большим количеством травм с тяжелым исходом.

Касаясь оголенных точек электрической цепи, человек ока­зывается под некоторым напряжением. Величина силы тока, проходящего через тело человека, зависит от факторов:

-схе­мы включения человека в электрическую цепь,

- напряжения сети,

- схемы самой сети,

- режима ее нейтрали,

- степени изоляции токоведущих частей от земли и т.п. В одних случаях ток окажется неопасным, в других — достигать опасных значений.

Возможные прикосновения

А. При двухфазном прикосновении (рис.1.1 а) к человеку может прикладываться линейное напряжение U_Л, а ток, проте­кающий через него, будет наибольшим и оказывается независи­мым от схемы сети, режима ее нейтрали и других факторов

I_Ч =U_Л / г_Ч =Uф / г_Ч ,где г_Ч — сопротивление тела человека, Ом.

Рис.1.1. Случаи включения человека в сеть: а — двухфазное; б — однофазное; в — при замыкании фазы на приемник

Напряжение, под которым оказывается человек, называется напряжением прикосновения Uприкосн. Оно равно: Uпр = r_ЧI_Ч

Б. Однофазное прикосновение (рис.1.1,б в), как правило, менее опасное, чем двухфазное, но вместе с тем и более часто случается.

В. Однофазное, при замыкании фазы на приемник

Согласно «Правилам технической эксплуатации (ПТЭ)», при напряжении до 1000 В применяются лишь трехпроводная сеть с изолированной нейтралью и четырехпроводная с заземлен­ной нейтралью.

2. Режим нейтрали трансформатора

Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляюще­му устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока или индуктивные катушки) (рис.1.2).

При прикосновении к одной из фаз человек оказывается практи­чески под фазным напряжением, т.е. Uпр=Uф.

Ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к одной из фаз сети, практиче­ски не зависит от сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли.

Рис. 1.2. Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью

При аварийном режиме, когда одна из фаз сети замкнута на землю через сопротивление г_ЗМ, а человек касается любой другой фазы, напряжение прикосновения:

Uпр = Uф, если г_ЗМ = 0 и Uпр = Uф , если г₀ ≠ 0.

Реально r_ЗМ и г_О не равны нулю, и человек, прикос­нувшийся к фазе в аварийном режиме, окажется под напряжени­ем больше фазного, но меньше линейного, U_Л > U_ПР > U ф.

Прикосновение человека в аварийном ре­жиме в сети с заземленной нейтралью к рабочей фазе более опас­но, чем при нормальном режиме.

3. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтра­лью

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансфор­матора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

При нормальном режиме работы, равенстве сопротивления фаз и отсутствии емкостей напряжение прикосновенияU_ПР = 3Uф г_Ч / (3г_Ч + г_ИЗ), где г_ИЗ — сопротивление провода относительно земли, Ом.

Рис.21.3. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью

Опасность для человека, прикоснувшегося к фазе в нор­мальных условиях работы, зависит от сопротивления изоляции проводов г_ИЗ относительно земли. С ростом г_ИЗ ток и напряжение прикосновения уменьшается и при сопротивлении фаз сети, стре­мящихся к бесконечности, величина тока стремится к нулю. И при поддержании сети в надлежащем состоянии, трехфазная сеть с изолированной нейтралью безопасна. Рис. 1.4. Аварийный режим в сети

В аварийном режиме работы напряжение прикос­новения U_ПР = Uф, при г_ЗМ=0

Человек окажется под напряжением мень­шим линейного, но большим фазного:

U_Л >U_ПР > U ф

Выбор сети трехфазного тока производится по технологиче­ским требованиям и условиям безопасности.В тех случаях, когда невозможно обеспечить достаточно вы­сокую степень изоляции проводов (из-за высокой влажности, пы­ли, агрессивной среды и т.п.), когда невозможно быстро отыскать или устранить повреждение изоляции, когда емкостные токи, за­мыкающиеся на землю, достигают больших значений из-за зна­чительной протяженности сетей, выбирают режим нейтрали ис­точника, когда нулевая точка глухо заземлена. Таким условиям вполне отвечают электрические сети строительных площадок. Электроустановки с изолированной нейтралью применяют при по­вышенных требованиях электробезопасности (карьеры, котлованы, торфоразработки, строительство подземных сооружений и т.д.).