Шаговые напряжения

Напряжение шага или шаговое напряжение Uш(В) есть разность потенциалов Fx и F(x+a) двух точек на поверхности земли в зоне растекания тока, которые находятся одна от другой на расстоянии шага «а»и на которых одновременно стоит человек. При этом длина шага принимается = 0,8м. Таким образом:

Uш = Fx – F(x+a) (1)

Шаговое напряжение представляет собой также падение напряжения в сопротивлении тела человека Rчел

Uш = Iчел * Rчел

где Iчел – ток, проходящий по пути нога-нога

Uш меняется от max до нуля. Максимальное значение Uш,max будет при наименьшем расстоянии от заземлителя, т.е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой – на расстоянии шага от него.

Наименьшее значение Uш будет при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т.е. дальше 20м, В этом месте Uш=0.

Прикосновение в 2х-проводных линиях Категорирование помещений по электробезопасности

Окружающая среда и окружающая обстановка усиливают или ослабляют опасность поражения током. С учетом этого «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) по степени опасности поражения током делят все помещения на 3 класса:

I. Помещения без повышенной опасности – это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например с деревянными) полами. Например конторские помещения, инструментальные, лаборатории и т.д.

II. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих 5-ти условий, создающих повышенную опасность:

1.сырость, когда относительная влажность длительно >75% т.е. сырые помещения.

2.высокая температура, когда длительно Т>30 С т.е. жаркие помещения.

3.токопроводящие пыли (угольная, металлическая и т.д.), когда она оседает на проводах, проникает внутрь машин, т.е. пыльные помещения с токопроводящей пылью.

4.токопроводящие полы- металлический, земляной, железобетонный, кирпичный и т.д.

5.возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям и механизмам с одной стороны и металлическим корпусом электрооборудования – с другой стороны. Например складские неотапливаемые помещения.

III.Помещения особо опасные

1.особо сырые (влажность примерно 100%)

2.химически активные среды, пары или отложения, разлагающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

3.одновременное наличие 2х и больше условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью. Например гальванические цехи, мастерские, испытательные станции, участки работ под открытым небом или под навесом.

Технические способы и средства защиты от поражения электрическим током

1.Изоляция токоведущих частей – одна из важнейших задач обслуживающего персонала электроустановок. Состояние изоляции должно находиться в строгом соответствии с ПУЭ. Эти правила предусматривают для всех видов электроизделий совершенно определенное значение сопротивления изоляции, требуют соответствия класса изоляции изделия номинальному напряжению сети или установки, условиям окружающей среды и т.д.

Для своевременного выявления дефекта ПУ предусматривают периодические испытания изоляции и внешний осмотр.

Для переносного инструмента применяется двойная изоляция – устройство в одном токоприемнике двух независимых одна от другой ступеней изоляции, каждая из которых рассчитана на номинальное напряжение. Повреждение одной из них не должно приводить к появлению потенциала на доступных прикосновению металлических частях (например, покрытие металлического корпуса слоем изоляционного материала с хорошей механической и электрической прочностью). На корпусе изделия с двойной изоляцией на видном месте наносится геометрический знак – квадрат в квадрате, что отличает его от обычных изделий.

2. Применение малых напряжений. Для устранения опасности поражения током применяют пониженное напряжение < 36V.

В особо опасных помещениях при особо неблагоприятных условиях (работа в металлическом резервуаре, на токопроводящем полу лежа и т.п.) для переносных ламп требуется напряжение 12V.

3. Электрическое разделение сетей. В разветвленной электрической сети с большой протяженностью исправная изоляция может иметь малое сопротивление и большую величину емкости проводов. Это крайне нежелательно, так как в сетях до 1000V с изолированной нейтралью утрачивается защитная роль изоляции проводов и усиливается угроза поражения током.

Этот существенный недостаток можно устранить путем защитного разделения сети, т.е. разделения разветвленной цепи на отдельные небольшие участки, электрически не связанные между собой.

Разделение осуществляется с помощью специальных разделительных трансформаторов. Тогда у изолированных участков увеличивается сопротивление изоляции и уменьшается емкость проводов.

4. Обеспечение недоступности прикосновения к токоведущим частям осуществляется размещением их на недоступной высоте, ограждением, размещением на изоляторах и т.д. с выполнением регламентированных ПУЭ изоляционных расстояний по воздуху от токоведущих частей до защитных сооружений.

При этом должны быть приняты доступные меры предосторожности: например,

1) на высоте – соответствующие ограждения;

2) блокировки;

3) знаки безопасности;

4) предупреждающие плакаты;

5) защитное заземление – это соединение с землей металлических частей оборудования, не находящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки. Его назначение – устранить опасность поражения людей током.

Принцип действия – уменьшение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования и выравниванием потенциалов за счет увеличения потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по величине к потенциалу заземленного оборудования.

Область применения – трехфазные сети с U <= 1 кВ с изолир. нейтралью и > 1000В с любым режимом нейтрали.

с изолированной нейтралью с заземленной нейтралью

Различают два вида заземления: выносное (сосредоточенное) и контурное (распределенное).

Нельзя применять для заземления трубопроводы горючих жидкостей и газов и взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых защитной изоляцией (от коррозии).

Согласно ПУЭ сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:

а) 40 ма – в установках до 1000 В (если мощность источника тока < 100 кВ А, то сопротивление заземления допускается 10 Ом);

б) 0,5 Ом в установках > 1000 В с большими токами замыкания на землю (> 500 А);

в) 250/I3, но не более 10 Ом – в установках > 1000 В с малыми токами замыкания на землю и без компенсации емкостных токов.

Если заземляющее устройство используется одновременно для U < 1000 В, то сопротивление заземления не должно превышать 125/I3, но не более 10 Ом.

Контроль защитного заземления. Недостатки защитного заземления:

а) Не защищает от поражения электрическим током при непосредственном прикосновении к токоведущим частям.

б) При U < 1000 В с заземленной нейтралью не всегда обеспечивает надежную защиту, что требует достаточно быстрого отключения поврежденного участка.

6) защитное зануление – присоединение к неоднократно заземленному нулевому проводу металлических частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении их изоляции или однофазного КЗ в электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

Принцип действия: превращение пробоя на корпус в однофазном КЗ (то есть между фазным и нулевым проводом) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и автоматического отключения поврежденной установки.

Скорость отключения с момента появления напряжения на установке: 5-7 сек. – при плавких предохранителях, 1-2 сек. при защите автоматами.

Область применения: трехфазные четырехпроводные сети до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Это сети 380/220 В и 220/127 В.

По правилам ПУЭ нулевой провод должен иметь проводимость не более 1/2 проводимости фазного провода.

Назначение заземления нейтрали – уменьшение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода при случайном замыкании фазы на землю.

Назначение повторного заземления нулевого провода – уменьшение опасности поражения током при обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва.

Согласно ПУЭ Rп должно быть <= 10 Ом, лишь в сетях с трансформаторами W = 100 кВ А и меньше, сопротивление каждого повторного заземления может достигать 30 Ом при условии, что в этой сети число повторных заземлений не менее трех.

7) защитное отключение – устройство, быстро (не более 0,2 сек) автоматически отключающее участок электрической сети при возникновении в нем опасности поражения человека током.

Основными частями устройства являются прибор и автоматический выключатель.

Прибор – совокупность элементов, реагирующих на изменение параметров электрической цепи и дающих сигнал на отключение автоматического выключателя. Это датчики, реле, усилители.

8) защитные средства, применяемые на электроустановках, условно делятся на три группы:

а) изолирующие;

б) ограждающие;

в) вспомогательные.

а) Изолирующие средства делятся на основные и дополнительные:

Основные – способны длительное время выдерживать рабочее напряжение и поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением, и работать на них. (Диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолированными рукоятками, токоискатели для U < 1000 В, для U > 1000 В – штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи, указатели высокого напряжения.)

Дополнительные – обладают недостаточной электрической прочностью и не могут самостоятельно защитить человека от поражения током. Их назначение – усилить защитное действие основных изолирующих средств, вместе с которыми они должны применяться.

Для U < 1000В – диэлектрические калоши, коврики и изолирующие подставки.

Для U > 1000В – диэлектрические перчатки, боты, коврики и изолирующие подставки.

б) Ограждающие защитные средства предназначены:

– для временного ограждения токоведущих частей (переносные ограждения, щиты, изолирующие накладки и т.д.);

– для предупреждения ошибочных операций (предупредительные плакаты);

– для временного заземления отключенных токоведущих частей (временные защитные заземления).

в) Вспомогательные защитные средства предназначены для индивидуальной защиты работающего от световых, тепловых и механических воздействий (защитные очки, противогазы, специальные рукавицы и т.д.)

Исправность защитных средств должна проверяться осмотром перед каждым применением, а также периодически через 6-12 месяцев.