32) Напряжение прикосновения. Определение. Оценка напряжения прикосновения.
Напряжение прикосновения (Uпр) – это напряжение, прикладываемое к телу человека между двумя точками касания (чаще всего напряжение «рука-ноги» или «рука-рука»). 12 Прямое прикосновение – электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением. Косвенное прикосновение – электрический контакт людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции. Различают напряжение прямого прикосновения и напряжение косвенного прикосновения. Это различие необходимо при классификации и выборе мер защиты от поражения электротоком. Рассмотрим напряжение прикосновения на примерах (рис. 1.3, 1.4).
Из рисунка видно, что Uр-р постоянно и не зависит от х. В случае нескольких электроустановок (1,2,3), присоединенных к одному полусферическому заземлителю напряжение прикосновения Uпр. непостоянно и увеличивается по мере удаления от заземлителя (рис. 1.4). На рисунке приведены следующие обозначения: 1,2,3 – электроустановки;
Rз – сопротивление одиночного полусферического заземлителя; хз – радиус заземлителя;
Rз.п.- сопротивление заземляющего
проводника; Iз – ток замыкания на землю;
Uк – напряжение на корпусах электроустановок
относительно земли; Uз – напряжение на
заземлителе; φр – потенциал рук человека;
φн – потенциал ног человека; х –
расстояние от заземлителя.
Напряжение прикосновения в эксплуатационных условиях определяется по методу амперметра-вольтметра. Напряжение прикосновения по этому метолу измеряется как разность потенциалов между доступными прикосновению заземленными металлическими частями оборудования или конструкций и потенциальным электродом, представляющим собой металлическую квадратную пластину размером 25*25 см2, имитирующую подошвы человека, стоящего в контрольной точке на земле или на полу.
Сопротивление тела человека имитируется эквивалентным сопротивлением параллельно включенных вольтметра U и резистора R. В качестве источника питания схемы обычно используют трансформатор собственных нужд, включаемый через электронный короткозамыкатель (ЭКЗ) (рис. 2, а). При отсутствии ЭКЗ используют метод амперметра-вольтметра с длительным приложением напряжения к испытываемому заземлителю. Значение напряжения при этом выбирают доходя из длительно допускаемого тока, проходящего по токовой цепи.
В случаях, если вторичная обмотка трансформатора собственных нужд имеет изолированную от земли нейтраль или соединение по схеме треугольник применяют разделяющий трансформатор со вторичным напряжением — до 500 В (рис. 2, б).
Рис. 1. Схема измерения напряжения прикосновения по методу амперметра - вольтметра: Rз - заземляющее устройство; ЗО заземленное оборудование; R - резистор, имитирующий сопротивление тела человека; Rп -потенциальный электрод (зонд); Rв - вспомогательный электрод
Рис. 2. Схемы токовых цепей при измерениях напряжений прикосновения по методу амперметра-вольтметра: а с непосредственным использованием трансформатора собственных нужд (ТСН); б с использованием трансформатора собственных нужд (ТСН), включенного через разделяющий трансформатор
Измеренные значения напряжений прикосновения должны быть приведены к расчетному току замыкания на землю и к сезонным условиям, при которых напряжения прикосновения имеют наибольшее значение.
Uп = (Uизм х Iз)(1000 + Rп)/Iизм(1000 +Rп2),
где Uизм - измеренное значение напряжения прикосновения при токе в измерительной цепи, равном Iизм; 1% расчетный для заземляющего устройства, Iз - ток замыкания на землю (стекающий с испытуемого заземлителя в землю); Rп сопротивление потенциального электрода, измеренное по схеме, приведенной на рис. 3, и условиях, в которых проводилось измерение Uп (сухой грунт увлажнялся под электродом Rп на глубину 2 - 3 см); Rп2 минимальное значение сопротивление потенциального электрода, полученное путем измерения по той же схеме, но при искусственно увлажненном грунте на глубину 20 - 30 см (если во время измерений грунт увлажнен на глубину 30 - 40 см, то вместо поправочного коэффициента 1000 + Rп /1000 + Rп2 (применяют коэффициент, равный 1,5).
Рис. 3. Схема измерения сопротивления потенциального электрода
При определении напряжения прикосновения в схемах с использованием трансформатора собственных нужд ток измерения может достигать слишком больших значений. Поэтому измерения в токовой цепи необходимо выполнять в так называемом повторно-кратковременном режиме. Для этой цели в токовую цепь включают электронный короткозамыкатель, например ИТК-1, а в качестве измерителя напряжения применяют импульсный вольтметр (см. рис. 2).
Кроме метода амперметра-вольтметра напряжение при косновення может быть измерено специальными приборами - т. н. "измерителями напряжения прикосновения".