3. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

Факторы:

1. Сила тока, I

2. Сопротивление тела человека, R_n

3. Род тока (постоянный/переменный)

4. Частота тока, f

5. Путь тока через тело

6. Индивидуальные особенности человека

7. Условия окружающей среды

8. Время прохождения, t

Пороговые значения

1. Порогово-ощутимый: для постоянного – 5-7 mA

для переменного на частоте 50 Гц – 0.6-1.5 mA

2. Неотпускающий: для пост. – 50-70 mA

для перем. на 50 Гц – 5-25 mA

3. Фибрилляционный: для пост. – 300 mA

для перем. на 50 Гц – 50-350 mA

4. Сопротивление тела человека, его величина и факторы, влияющие на величину сопротивления человека.

Сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожного покрова (КП) и сопротивления внутренних органов (ВН).

Rкп

Rкп

Rвн

С_кп

С_кп

Rп

Сопротивление сухого кожного покрова R = 2 кОм - 2 МОм,

При повреждении, загрязнении, увлажнении R уменьшается до 500 Ом.

Сопротивление внутренних органов R = 100 – 300 Ом.

Принято считать R = 1 кОм.

Замечания:

• С ростом времени прохождения тока сопротивление тела падает

• Переменных ток опаснее постоянного (хотя при U > 300 В их опасность уравнивается). Наиболее опасна частоты f = 20-100 Гц

• Путь тока определяет его «вредоносность»

• Индивидуальные особенности человека

• Условия окружающий среды: при увеличении температуры, снижается сопротивление

5. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.

1. Помещения без повышенной опасности поражения электрическим током: сухие, безпыльные помещения, нормальной температурой, с изолированными полами.

2. Помещения с повышенной опасностью поражения электрическим током: выполняется два признака из

• t > 35 C

•  >75 %

• наличие токопроводящих полов

• наличие пыли

• возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землёй металлическими элементами конструкции здания, технологического оборудования и корпусами электроустановок

3. Особо опасные

• наличие химически агрессивной среды

•  > 90 %

• 2 и более признаков из пункта 2

6. Классификация электрических сетей и схемы трехфазных сетей

Электрические установки подразделяются на установки с напряжением до 1000 В и свыше 1 кВ.

По роду тока сети делятся на сети

1. с постоянным током

2. с переменным током

   1. однофазные

   2. многофазные

Наибольшее распространение получили 3^х фазные сети. Они подразделяются:

1. 3^х фазная 3^х проводная сеть с изолированной нейтралью

2. 3

   A

   Данная сеть более универсальна и используется в установках с напряжением свыше 1000 В.

   ^х фазная 4^х проводная сеть с изолированной нейтралью

N

B

C

III. 3^х фазная 3^х проводная сеть с заземлённой(зануленной) нейтралью

IV. 3^х фазная 4^х проводная сеть с заземлённой нейтралью

0

A

B

C

r₀

A

B

C

r₀

7. Схемы включения человека в цепь.

Возможна две схемы включения человека в цепь:

1. о

   A

   B

   C

   днофазное

A

B

C

I

I. двухфазное включение – гораздо опаснее

8. 3-х фазная 3-х проводная сеть с изолированной нейтралью. Исправный и аварийный режимы. Основные расчетные формулы.

а) Исправный режим работы (сеть обладает высоким качеством изоляции, нет обрывов, нет замыканий).

Сопротивление изоляции фаз – сопротивление фазы относительно земли (r₁, r₂, r₃). r₁ = r₂ = r₃ = r

+ еще существует реактивное (емкостное) сопротивление (c₁, c₂, c₃).

c₁ = c₂ = c₃ = c

Человек касается изолированного тока, ток идет через человека и замыкается на соседней (?)фазе , I_h – ток, проходящий через тело человека. В этой схеме I_h зависит от высокой изоляции фаз.

В реальной сети c ≠ 0, поэтому есть емкостное сопротивление:

Данная сеть обладает наименьшей опасностью!

а) Аварийный режим работы (одна из фаз замкнута на землю).

Ток идет по контуру земли и замыкается на человеке.

r_зм << r r_зм << R_h

Здесь будет двухфазное включение

– намного опасней U_пр ≈ U_л

10. 3х фазная 4х проводная сеть с заземлённой нейтралью.

А) Исправный режим.

r >> r0 r1 = r2 = r3 = r

Rh >> r0 C1 = C2 = C3  0

Если человек касается оголённого провода то:

Схема включения №1 (однофазная)  Напряжение – фазное.

Uh  Uф (Схема опасна)

Б ) Аварийный режим.

r0 < Rз

Rh >> Rз

Uф1 = U1

Uф2 = U1*a

Uф3 = U1*a²

1. Предположим что r0 = 0;

-опасно.

2. Предположим что r0  0 , а Rз = 0;

или

• опасность высокая.

11. Явления при стекании тока в землю.

Стекание происходит через контакт находящийся в земле. Контакт может быть случайным или преднамеренным.

При контакте с землёй происходит резкое снижение потенциалов на величину:

з = Rз*Iз Rз  *x

Рассмотрим стекание в землю через полусферический проводник находящийся в однородном грунте.

П лотность тока

(1)

(x>20м)

Поле растекания тока до 20м:

(2)

(3) - уравнение растекания тока.

(Равносторонняя гипербола)

12. Методы защиты от поражения эл. током.

1. Изоляция токоведущих частей.

2. Оградительные устройства.

3. Эл. разделение сети.

4. Применение малых напряжений.

5. Применение средств эл. защиты.

6. Блокировка.

7. Сигнализация и знаки безопасности.

8. Защитное заземление.

9. Зануление.

10. Защитное отключение.

    1. - Рабочая изоляция

       • Дополнительная изоляция.(двойная)

       • Усиление.

    2. Оградит. устройство. Механическая преграда в виде экранов, чехлов, кожухов.

    3. Эл. разделение сетей. Для снижения ёмкостной составляющей и т.д.

W1 = W2 = W3 = W4

n =(W1/W2)=1

U1 = U2 = U3 = U4 = U

IV. Применение малых напряжений : U=42 V

V. Средства Эл. защиты.

6. Блокировка от несанкционированного вмешательства

-Электрическая

-Механическая

6. Сигнализация и знаки безопасности

Световая или звуковая

Знаки безопасности делятся на IV группы:

1. Предупреждающие.

2. Запрещающие.

3. Предписывающие

4. Указательные.

VIII. Защитное заземление - преднамеренное эл. соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих сетей, которые могут оказаться под напряжением. Устранение опасности поражения персонала при замыкании на корпусе.

Принцип действия- снижение до безопасного значения напряжений прикосновения.

13.Заземление. Назначение, принцип действия. Основные расчетные формулы Ih, Iз, Uh

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение землей или ее эквивалентом металлических НЕТОКОВЕДУЩИХ сетей, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение – устранение опасности поражения персонала при замыкание на корпус.

Принцип действия – снижение, до безопасных значений, напряжения прикосновения, путем снижения потенциала.

Область применения – 3^х фазная, 3^х проводная сеть с изолированной нейтралью.

Z- сопротивление изоляции фаз.

Rз= 1.. 10 Ом Z1=Z2=Z3=Z>>Rз

Iз= ; Uз=Iз*Rз=

Ih= - ток идущий через человека. (U_{прикосновения} =Uз)

Заземлитель:

Естественный - трубопровод -- Искусственный – выносные и контурные

Выносной заземлитель – недостатки – низкая надежность, величина сопротивления не < 6..10 Ом, человек может оказаться под растекаемым током(шаговое напряжение)

Контурный заземлитель - величина шаговых напряжений минимальная. Величина Rз не более 10 Ом при 1>1 Кв и мощности 100 КВт и не больше 4 Ом при I=100 КВт

14. 3ануление. Назначение, принцип действия. Основные расчетные формулы. Выбор тока срабатывания (ток уставки) защитных элементов.

3ануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических не токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает защитный элемент (предохранитель и т. д.).

I_з – ток замыкания.

I_уст – ток срабатывания (ток установки) защитных элементов.

1

2

I_н – номинальный ток.

U_ф – фазовое напряжение.

Если r₀ = 4 Ом, R_зм = 4 Ом, U_ф = 220 В, то I_з = 27,5 А

14. Защитное отключение.

Защитное отключение – быстродействующая защита, автоматически отключающая установки при возникновении опасности электрического поражения. Применяется когда все вышеперечисленные средства защиты либо трудноосуществимы, либо недостаточно эффективны, либо при предъявлении повышенных требований к электробезопасности. Принцип действия УЗО основан на ограничения времени прохождения тока t < 0,2 с.

УЗО состоят из датчика и управляемого размыкателя.

В зависимости от сигнала, на который срабатывает датчик, УЗО подразделяются на:

• реагирующие на напряжение на корпусе;

• реагирующие на токи замыкания на землю;

• реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности.

U_сраб <= U_доп

I_ = I₁ + I₂ + I₃ = 0

При прикосновении расбаланс схемы: I_ = I₁ + I₂ + I₃ ≠ 0

16. Принципы нормирования допустимых напряжений и токов.

ГОСТ 12.1.038-82*

От частоты тока, длительности воздействия, режима работы тока, рода тока.

Допустимые значения для аварийного режима

- при t > 1c для частоты f=50 Гц → Uдоп=36(V), Iдоп=36(mA)

- для постоянного тока Uдоп=40(V), Iдоп=15(mA)