Путь прохождения тока через тело человека. Путь прохождения тока через тело человека Какие определяют ток проходящий тело человека

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Исследование сопротивления заземляющих

устройств

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

1.1. Целевая установка. Измерить сопротивление заземления нулевого провода учебного корпуса, определить сопротивление грунта, изучить методику расчета сопротивления заземляющего устройства.

1.2. Материальное обеспечение. Штатное заземление нулевого провода учебного корпуса, измерители сопротивления заземлений МС-08, М-416, Ф4103-М1, зонд и вспомогательный заземлитель.

1.3. Теоретическая часть. В электрическом снабжении береговых предприятий и судов широко применяются трехфазные электрические сети переменного тока. Поражение человека при случайном прикосновении к токоведущим частям электрической сети зависит от схемы прикосновения человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима нейтрали. качества изоляции токоведущих частей от земли, емкости токоведущих частей относительно земли и т.д.

Схемы прикосновения человека к сети могут быть различными, однако наиболее характерными являются схемы двухфазного и однофазного прикосновения (см. рис.8.1)

Во всех случаях напряжение прикладывается к цепи человека, куда входят сопротивление тела, обуви, пола или грунта, на котором стоит человек. Та часть напряжения, которая приходится в этой цепи непосредственно на тело человека, называется напряжением прикосновения U h .

Ток, проходящий через тело человека, равен

(8.1)

Рис. 8.1. Схема прикосновения человека к токоведущим частям

трехфазной сети

а - двухфазное прикосновение; б, в - однофазное прикосновение;

Z A , Z B , Z C - полное сопротивление проводов относительно земли.

где R h - сопротивление человека - нелинейная величина, зависящая от многих факторов.

При переменном токе частотой 50 Гц опасной для человека является сила тока более 10 мА.

Наибольшую опасность представляет двухфазное прикосновение, так как в этом случае напряжение прикосновения равно линейному напряжению сети, а ток, проходящий через человека

(8.2)

где U л - линейное напряжение сети, В;

U ф - фазное напряжение сети, В.

Такие случаи прикосновения на практике сравнительно редки, чаще происходит случайное прикосновение человека к одной фазе трехфазной сети. Это может иметь место, например, при прикосновении к нетоковедущим частям электроустановок (корпуса электрооборудования, оболочки кабелей и т.д.), оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции. В этом случае, если человек стоит на земле, цепь тока замыкается через землю, причем величина тока, проходящего через человека, зависит от режима нейтрали сети, сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли. Нейтраль источника питания трехфазной сети может быть изолированной и глухозаземленной.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкости сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление. Такие сети обычно применяются на судах.

Сеть с глухозаземленной нейтралью характеризуется тем, что точка источника питания соединена с землей через малое сопротивление R o .

Схемы однофазного прикосновения к токоведущим частям приведены на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Однофазное включение человека в сеть

а - с изолированной нейтралью; б - с глухозаземленной нейтралью.

В сетях с изолированной нейтралью цепь тока, протекающего через человека, касающегося фазы, включает сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли (рис.8.2, а). На каждом участке длины кабеля изоляция имеет конечное активное сопротивление r и каждый участок кабеля вместе с землей образует емкость С, которые распределены по всей длине провода. При расчете установившегося тока через тело человека эти распределения проводимости и емкости принимают сосредоточенными.

В общем случае сопротивление изоляции и емкость фаз относительно земли несимметричны r А  r B  r C и С А С В  С С. При равенстве сопротивлений изоляции и емкостей фаз относительно земли, т.е. r A = r B = r C = r и С А = С В =С С = С ток, проходящий через тело человека, случайно прикоснувшегося к фазе А при нормальном режиме работы, равен

, (8.3)

где 1 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях (обувь, пол и т.д.);

- полное сопротивление фаз относительно земли. Оно уменьшается с увеличением протяженности сети.

Для обеспечения безопасности сеть с изолированной нейтралью должна иметь высокое сопротивление. В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) сопротивление изоляции на каждом участке между двумя последовательно установленными предохранителями или за последним предохранителем в сетях напряжением до 1000 В должно быть не ниже 0,5 МОм на фазу. Для судовых электрических сетей нормы сопротивления изоляции рассчитываются в соответствии с ГОСТ 5.6016 «Методика расчета норм сопротивления изоляции судовых электрических сетей» в зависимости от количества электротехнических изделий, имеющих между собой электрическую связь во время измерения.

В процессе эксплуатации под действием влаги, едких паров, пыли и других факторов сопротивление изоляции снижается. Ее состояние должно периодически контролироваться, например, с помощью мегаомметра М-110. Для судовых сетей снижение сопротивления изоляции ниже 0,75 нормы не допускается. Емкостные токи утечки компенсируют включением индуктивности в нейтраль.

В городских разветвленных сетях с большим числом потребителей сопротивление изоляции вследствие воздействия различных случайных причин мало, а емкость, наоборот, велика. То есть сопротивление фазы относительно земли намного меньше сопротивления человека Z < R h .

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Изучить условия электротравматизма на производстве и в быту при эксплуатации электрооборудования.

Определить силу тока, протекающего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки, находящейся под напряжением.

Определить силу тока, проходящего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки при наличии защитного заземления.

Определить силу тока короткого замыкания, необходимую для расплавления предохранителей и срабатывания системы зануления.

4.1. Основные положения

С ростом энерговооруженности промышленных предприятий и дальнейшей электрификацией жизни возрастает число людей, контактирующих с электрооборудованием. В связи с этим возможность поражения людей электрическим током, как в производственных условиях, так и в быту, повышается, особенно если электротехническое оборудование неисправно или эксплуатируется с нарушением действующих правил. Кроме того, опасность поражения электротоком отличается от прочих производственных опасностей (токсичные вещества, нагретые поверхности, шум и т.д.) тем, что человек не в состоянии ее обнаружить дистанционно без специальных измерительных приборов.

Статистика производственного электротравматизма в качестве источников опасности называет:

· аварийность технологического процесса (оборудования) - 36%;

· ошибки (неправильные действия персонала) - 60%;

· опасные природные явления (молнии) - 4%.

· При анализе опасных условий труда, ведущих к электротравматизму выделяют:

· присутствие персонала в зоне действия опасного фактора;

· ошибочные (неправильные) действия персонала в опасных условиях труда;

· опасный ток в цепи включения тела человека.

Тяжесть электротравм зависит от ряда факторов: силы протекающего тока, пути его прохождения, рода и частоты тока, напряжения, электрического сопротивления тела человека, длительности протекания тока, здоровья и индивидуальных особенностей человека, а также от окружающей среды и т.д.

Величина протекающего через тело человека тока является основным фактором, от которого зависит исход поражения. Наименьшее значение ощутимого тока, которое зависит от рода тока, состояния человека, вида включения его в цепь, называется пороговым ощутимым током. Для промышленной частоты 50 Гц его величина в среднем составляет 1 мА. При увеличении силы тока до 10-15 мА в мышцах рук возникают болезненные судороги, поэтому человек не способен контролировать их действие и самостоятельно освободиться от зажатого в руке проводника (электрода). Величина тока 10 мА называется пороговым неотпускающим током.

Существенное влияние на исход поражения электрическим током оказывает путь его прохождения в теле человека («петля» тока). В специальной литературе описано 15 путей, однако наиболее вероятные пути протекания тока таковы: рука - рука (до 40%), правая рука - ноги (до 20%), нога - нога. В этом случае через сердце человека протекает от 0,4 до 7% общего тока.

Весьма значительное влияние на величину тока, проходящего через тело человека, оказывает полное электрическое сопротивление его тела, которое при сухой неповрежденной коже может колебаться в весьма широких пределах: от 103 до 105 Ом, а иногда и более. Оно является нелинейной величиной и зависит от ряда факторов: состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная), плотности и площади контакта с токоведущими частями, силы проходящего тока и приложенного напряжения, времени воздействия тока. При расчете условий электробезопасности человека его полное электросопротивление Rчл принимают равным 1000 Ом.

Зная электросопротивление тела человека и интервал опасных для него токов, можно определить и интервал опасных напряжений. Так, для регламентированных значений порогового неотпускающего тока 10 мА и Rчл = 1000 Ом безопасным напряжением будет Uбез = Rч Iч = 10 В.

Окружающая среда и обстановка в помещении могут усилить или ослабить воздействие электрического тока, поскольку существенно влияют на сопротивление тела человека, изоляцию токоведущих частей. В соответствии с этим существует определенная классификация помещений по опасности поражения током. Производственные и бытовые помещения подразделяют на три класса: 1 - без повышенной опасности; 2 - с повышенной опасностью; 3 - особо опасные. Детальный анализ этих классов приведен в учебнике.

Для защиты человека от поражения электрическим током при работе с электроустановками применяются отдельно или в сочетании друг с другом различные технические способы, из которых отметим только:

· изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная);

· малое напряжение в электрических цепях;

· защитное заземление;

· зануление;

· защитные средства и предохранительные приспособления.

При изучении причин поражения током необходимо различать прямой контакт с токоведущими частями электроустановок и косвенный. Первый, как правило, возникает при грубейших нарушениях действующих Правил технической эксплуатации и правил техники безопасности электроустановок (ПТЭ и ПТБ), второй - в результате аварийных ситуаций, например при пробое изоляции.

Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть различными. Однако наиболее распространенными являются две: между двумя различными проводами - двухфазное включение и между одним проводом или корпусом электроустановки, одна фаза которой пробита, и землей - однофазное включение. Статистика показывает, что наибольшее число электротравм происходит при однофазном включении, причем большинство из них в сетях напряжением 380/220 В.

4.2. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки, находящейся под напряжением

При однофазном включении человека в сеть (рис.4.1, 4.2) сила тока во многом определяется режимом нейтрали источника тока.

Нейтраль - это точка соединения обмоток трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через аппараты с большим сопротивлением (сеть с изолированной нейтралью), либо непосредственно соединенная с заземляющим устройством - сеть с глухозаземленной нейтралью.

Корпуса электрических машин, наружные поверхности электрического оборудования и другие металлические нетоковедущие части могут оказаться под напряжением при замыкании на корпус.

Кроме того, при однофазном включении величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления изоляции проводов сети относительно земли, пола, на котором стоит человек, сопротивления его обуви (диэлектрических галош, бот) и некоторых других факторов.

4.2.1. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сети с изолированной нейтралью

В сети с изолированной нейтралью (рис.4.1) ток, проходящий через тело человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.

Рис.4.1. Однофазное включение человека в трехфазную сеть с изолированной нейтралью:

a, b, c - фазы; Uф - фазное напряжение; Uл - линейное напряжение; Iчл - ток, протекающий через тело человека; Ia, Ib, Ic - токи, стекающие на землю через сопротивления изоляции фазы (токи утечки); Rа, Rb, Rc - сопротивления изоляции фаз a, b, c относительно земли; - обозначение пробоя на корпус (в данном случае с фазы а)

В этом случае, ток, проходящий через тело человека Iчл (А), может быть определен по формуле:

Iчл = Uф / (Rчл + Rоб + Rп + Rиз/3) (4.1.)

где Uф - фазное напряжение, т.е. напряжение между началом и концом одной обмотки (или между фазным и нулевым проводом в случае глухозаземленной нейтрали)), В;

Rчл - сопротивление тела человека, Ом;

Rоб - сопротивление обуви, Ом;

Rп - сопротивление пола, Ом;

Rиз - сопротивление изоляции одной фазы относительно земли, Ом.

Пример 4.1

При наиболее неблагоприятном варианте, когда человек имеет проводящую ток обувь (сырая или имеет металлические набойки, следовательно, Rоб = 0), стоит на токопроводящем полу (земляной или металлический, следовательно, Rп = 0) при Uф =220 В, Rчл = 1 кОм и сопротивлении изоляции одной фазы относительно земли Rиз = 90 кОм величина тока Iчл (А) составит:

Iчл = 220/(1000+0+0+90000/3) = 0,007 А = 7 мА - ощутимый ток

Пример 4.2

Если учесть, что обувь непроводящая (например, галоши, Rоб = 45 кОм), пол - деревянный, Rп = 100 кОм при Uф =220 В, Rчл = 1 кОм и Rиз = 90 кОм величина тока Iчл (А) в этом случае составит:

Iчл = 220/(1000+45000+0+90000/3) = 0,00125 А = 1,25 мА - ощутимый ток

Таким образом, в сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через человека - ощутимый и условия безопасности во многом будут зависеть от сопротивления изоляции проводов относительно земли.

4.2.2. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сети с глухозаземленной нейтралью

В сети с глухозаземленной нейтралью (рис.4.2) цепь тока, проходящего через человека, помимо сопротивлений тела человека, его обуви и пола, на котором он стоит, включает еще и сопротивление заземления нейтрали источника тока. При этом все эти сопротивления включены последовательно.

В этом случае Iчл (А) определяют по формуле:

Iчл = Uф / (Rчл + Rоб + Rп + R0) (4.2.)

где R0 - сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Рис.4.2. Однофазное включение человека в трехфазную сеть с глухозаземленной нейтралью:

0 - нулевой провод; R0 - сопротивление заземления нейтрали

Рассмотрим два примера для сети с глухозаземленной нейтралью источника тока.

Пример 4.3

Условия аналогичны указанным в примере 4.1: Rоб = 0, Rп = 0, Uф =220 В, Rчл = 1 кОм. Сопротивление заземления нейтрали в соответствии Правилами устройства электроустановок R0 ? 10 Ом, что значительно меньше сопротивления тела человека, следовательно, величиной R0 можно пренебречь (R0 = 0). В этом случае величина тока Iчл (А) составит:

Iчл = 220/(1000+0+0+0) = 0,22 А = 220 мА - смертельный ток

Пример 4.4

Условия аналогичны указанным в примере 4.2: Rоб = 45 кОм, Rп = 100 кОм, Uф =220 В, Rчл = 1 кОм, R0 = 0. Величина тока Iчл (А) составит:

Iчл = 220/(1000+45000+100000+0) = 0,0015 А = 1,5 мА - ощутимый ток

В примере 4.3 ток смертельно опасен для человека, в примере 4.4 ток не опасен для человека, что показывает, какое исключительное значение имеет для безопасности работающих непроводящая ток обувь и, в особенности, изолирующий пол.

4.2.3. Выбор схемы сети

Выбор схемы сети (режима нейтрали источника тока) определяется технологическими требованиями и условиями безопасности.

По технологическим требованиям предпочтение отдается четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью, т.к. в ней возможно использование двух рабочих напряжений - линейного и фазного, например 380/220 В, где 380 В - линейное напряжение, а 220 В - фазное.

По условиям безопасности в период нормального режима работы сети более безопасна, как правило, сеть с изолированной нейтралью (примеры 4.1, 4.2), а в аварийный период - сеть с глухозаземленной нейтралью, т.к. в случае аварии (когда одна из фаз замкнута на землю) в сети с изолированной нейтралью напряжение неповрежденной фазы относительно земли может возрасти с фазного до линейного (Uл =1,73 Uф), в то время как в сети с глухозаземленной нейтралью повышение напряжения может быть незначительным.

4.3. Определение силы тока, проходящего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки при наличии защитного заземления

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок (чаще всего корпуса), не находящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряжением в случае пробоя фазы на корпус или повреждения изоляции электроустановки и к которым возможно прикосновение людей (рис.4.3).

Задача защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением.

Рис.4.3. Схема защитного заземления в сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной (а) и изолированной (б) нейтралью:

Rз - сопротивление заземляющего устройства, Rчл - сопротивление тела человека, Zi - полное сопротивление одной фазы относительно земли.

Принцип действия защитного заземления состоит в превращении «пробоя на корпус» в «пробой на землю» для уменьшения напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасных величин с помощью заземлителя, через который уходит большая часть тока, за счет значительно более низкого электросопротивления (по ГОСТ Rз = 4 - 10 Ом) по сравнению с сопротивлением тела человека (Rчл = 1 кОм).

Если корпус электрооборудования не заземлен и оказался в контакте с фазой, то прикосновение к нему равносильно прикосновению к фазе. В этом случае ток, проходящий через тело человека (при малом сопротивлении обуви, пола и изоляции проводов относительно земли) может достигать опасных значений.

Если корпус электроустановки заземлен, то ток Iчл (А), проходящий через тело человека (при Rоб = Rп = 0), можно определить по формуле сеть с изолированной нейтралью (рис.4.3 б):

Iчл = 3 Uф Rз / Rчл Rиз (4.3.)

сеть с глухозаземленной нейтралью (рис.4.3 а):

Iчл = Uф Rз / Rчл (R0 + Rз) (4.4.)

где Rз - сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Пример 4.5

Исходные данные: Uф =220 В, Rчл = 1 кОм, Rиз = 90 кОм, Rз = 4 и 400 Ом. Величина тока Iчл (А) составит:

Iчл = 3*220*4 / 1000*90000 = 2,9*10-5 А = 0,03 мА - безопасно для человека

Iчл = 3*220*400 / 1000*90000 = 0,0029 А = 2,9 мА - безопасно для человека

Пример 4.6

Исходные данные: Uф =220 В, Rчл = 1 кОм, Rиз = 90 кОм, Rз = 4 и 400 Ом, R0 = 10 Ом. Величина тока Iчл (А) составит:

Iчл = 220*4 / 1000 (10+4) = 0,063 А = 63 мА - неотпускающий ток

Iчл = 220*400 / 1000 (10+400) = 0,215 А = 215 мА - смертельный ток

Из примеров 4.5 и 4.6 видно, что защитное заземление применять целесообразнее в сетях с изолированной нейтралью, т.к. величина тока, проходящего через тело человека, безопасна при любых Rз, а в сети с глухозаземленной нейтралью - ток Iчл всегда опасен.

Основным элементом заземляющего устройства является заземлитель, который может быть естественным или искусственным.

Естественные заземлители - это электропроводящие части коммуникаций и сооружений производственного или иного назначения, находящиеся в земле, за исключением трубопроводов для горючих жидкостей и газов, трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии, свинцовых оболочек кабелей.

Искусственные заземлители - это вбитые или закопанные в землю электроды, например стальные трубы диаметром 30-50 мм, угловая сталь размером от 40х40 до 60х60 мм, полосовая сталь размером не менее 4х12 мм, стальные прутки диаметром 10-12 мм и др.

В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановок с заземлителем, применяют медные, алюминиевые проводники или полосовую сталь. Заземляющие проводники прокладывают открыто, с хорошим доступом для осмотра. Заземляющие проводники должны иметь отличительную окраску - по зеленому фону желтые полосы шириной 15 мм на расстоянии одна от другой 150 мм. Не допускается последовательное включение заземленного оборудования.

Согласно требованиям ГОСТ 12.1.030-81 сопротивление заземляющего устройства нормируют, оно не должно превышать в любое время года приведенных ниже значений:

10 Ом - в стационарных сетях пожароопасных помещений с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В;

4 Ом - в стационарных сетях взрывоопасных помещений, в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В.

4.4. Зануление

Занулением называется преднамеренное присоединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, но которые вследствие повреждения изоляции могут оказаться под ним, к многократно заземленному нулевому проводу.

Данный метод защиты применяют только в четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, обычно в сетях 380/220 и 220/127 В. Это связано с тем, что сила тока замыкания на землю в таких сетях велика и при обычном сопротивлении заземления через человека может проходить ток большой силы. Схема зануления показана на рис.4.4.

Задача зануления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Решается эта задача быстрым отключением поврежденной установки от сети.

Принцип действия зануления заключается в превращении случайного пробоя фазы на корпус в однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводом с целью вызвать ток большой величины. При появлении напряжения на корпусе основная часть тока пойдет через нулевой провод и нейтраль именно в ту фазу, в которой был пробой, т.е. произойдет короткое замыкание. Большая сила тока короткого замыкания вызовет срабатывание защиты и отключит установку от питающей сети. В качестве защиты используют плавкие предохранители или автоматические выключатели с тепловыми реле.

Рис.4.4. Принципиальная схема зануления:

Iкз - сила тока короткого замыкания; Rн - сопротивление повторного заземления нулевого провода, Rп - сопротивление предохранителя

Сила тока короткого замыкания Iкз (А) определяется фазным напряжением и полным сопротивлением цепи короткого замыкания:

Iкз = Uф / (Rт/3 + Rф + Rн) (4.5.)

где Rт - внутреннее сопротивление трансформатора, Ом;

Rф, Rн - сопротивление фазного и нулевого проводников, Ом.

Защиту необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы сила тока однофазного короткого замыкания превышала не менее чем в 3 раза номинальную силу тока Iном срабатывания защитных устройств.

Пример 4.7

Исходные данные: Rф = Rн = 0,1 Ом; Rт = 0,003 Ом; Iном = 10 А

Для сети напряжением 380/220 В сила тока короткого замыкания Iкз (А) составит:

Iкз = 220 / ((0,003/3)+0,1+0,1) = 1095 А - такая сила тока неизбежно вызовет срабатывание защиты, и установка автоматически отключится от сети

Порядок выполнения работы

Определить силу тока Iчл, проходящего через тело человека, в электрической сети небольшой протяженности промышленной частоты с изолированной нейтралью при прикосновении человека к корпусу электроустановки при фазном напряжении Uф = 220 В и различных сопротивлениях изоляции фазных проводов (Rиз = 1; 2; 5; 10; 50; 100; 200; 400 кОм) по формуле 4.1. Результаты расчетов внести в протокол 4.1.

Определить силу тока Iчл, проходящего через тело человека, в электрической сети небольшой протяженности промышленной частоты с глухозаземленной нейтралью при прикосновении человека к корпусу электроустановки при фазном напряжении Uф = 220 В и различных сопротивлениях тела человека (Rчл = 1; 2; 4; 5; 10; 15; 20; 50 кОм) по формуле 4.2. Результаты расчетов внести в протокол 4.2.

По данным протоколов 4.1 и 4.2 построить два графика зависимости при заданных Rоб и Rп:

Iчл (мА) = f (Rиз, кОм);

Iчл (мА) = f (Rчл, кОм).

Из графиков определить безопасные для человека значения Rиз и Rчл.

Определить силу тока Iчл, проходящего через тело человека, в сети с изолированной нейтралью при прикосновении человека к корпусу электроустановки при наличии защитного заземления при фазном напряжении Uф = 220 В и различных по величине сопротивлениях изоляции Rиз и защитного заземления (Rз = 4; 400 Ом) по формуле 4.3. Результаты расчетов внести в протокол 4.3.

Определить силу тока Iчл, проходящего через тело человека, в сети с глухозаземленной нейтралью при прикосновении человека к корпусу электроустановки при наличии защитного заземления при фазном напряжении Uф = 220 В и различных по величине сопротивлениях изоляции Rиз и защитного заземления (Rз = 4; 400 Ом) по формуле 4.4. Результаты расчетов внести в протокол 4.4.

По данным протоколов 4.3 и 4.4 сделать выводы о силе тока Iчл, проходящего через тело человека, при различных по величине сопротивлениях защитных заземлений.

Протокол 4.1.

Uф = 220 В; Rчл = ______ кОм; Rоб = ______ кОм; Rп = ______ кОм

Протокол 4.2.

Uф = 220 В; R0 = ______ кОм; Rоб = ______ кОм; Rп = ______ кОм

Протокол 4.3.

Uф = _______В; Rчл = ______ кОм

		Iчл, А при Rз = 4 Ом	Iчл, А при Rз = 400 Ом

Протокол 4.4.

Uф = 220 В; Rчл = ______ кОм; R0 = _______ кОм

Iчл (Rз = 4 Ом) = __________А = __________мА

Iчл (Rз = 400 Ом) = ________А = __________мА

Задание к работе № 4

Вариант задания соответствует № студента по журналу кафедры (табл.4.1).

Таблица 4.1.

№ по журналу

Подобные документы

Методы расчета одиночного вертикального заземлителя. Способы определения напряжения прикосновения при разных значениях тока. Особенности его прохождения через тело человека. Расчет защитного заземления. Характеристика контурного заземляющего устройства.

контрольная работа , добавлен 15.10.2010


Теоретическое обоснование проведения защитных заземлений и занулений. Необходимость проведения защитного заземления и зануления. Расчет защитного заземления подстанций, зануления двигателя. Устройства, применяемые в данных процессах, их применение.

курсовая работа , добавлен 28.03.2011


Действие электрического тока на организм человека. Факторы, определяющие исход поражения электрическим током. Влияния частоты на организм человека. Продолжительность действия тока. Схема, принцип действия и область применения защитного зануления.

контрольная работа , добавлен 14.04.2016


Расчет общего искусственного освещения рабочего помещения методом светового потока. Расчет искусственного защитного заземления для участков, в которых эксплуатируются электроустановки. Конструкция звукопоглощающей облицовки и расчет снижения шума.

контрольная работа , добавлен 28.11.2012


Сущность защитного заземления, его применение для защиты человека от опасности поражения электрическим током. Устройство и выполнение заземления, нормирование его параметров, расчет и определение числа заземлителей и длины соединительной полосы.

практическая работа , добавлен 18.04.2010


Действие электрического тока на организм челоека и порог ощутимого тока. Основные требования, предъявляемые к электробезопасности аппаратуры. Возникновение напряжения прикосновения при пробое на незащищенный корпус. Защитное заземление и зануление.

курсовая работа , добавлен 24.06.2011


Опасность воздействия на людей электрического тока. Защитное заземление как основная мера защиты металлоконструкции. Состав заземления, обозначения системы заземления на схемах. Виды систем заземления. Принцип действия зануления, системы зануления.

реферат , добавлен 19.11.2010


Требования в области вентиляции при сварочных работах. Проверка прочности щитка со смотровым окном. Фактическая и контрольная пылевая нагрузка. Величина тока, протекающая через тело человека при прикосновении его к оголенному проводу трехфазной сети.

контрольная работа , добавлен 14.02.2012


Основные источники финансирования мероприятий по улучшению условий и охраны труда. Выполнение защитного отключения электроустановки при возникновении утечки тока. Периодичность проверки заземляющих устройств. Первая помощь при отравлении аммиаком.

контрольная работа , добавлен 07.12.2010


Условия возникновения электротравматизма. Влияние контактной сети переменного тока на металлические сооружения. Обеспечение электробезопасности при обслуживании электроустановок. Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления.

Оболочка электротехнического изделия (ЭТИ) имеет защиту IP 32. Укажите, что характеризует вторая цифра по системе защиты IP в данном случае.

Первая цифра означает степень защиты от соприкосновения персонала с частями, расположенными внутри оболочки и степень защиты от попадания внутрь твердых тел или пыли.

Вторая цифра означает степень защиты от попадания воды. Степень защиты от соприкосновения персонала с находящимися частями, расположенными внутри оболочки и степень защиты от попадания внутрь твердых тел или пыли имеет семь классов.

Классы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6

Класс 0 – специальная защита отсутствует.

Класс 1 – защита от проникновения внутрь оболочки большого участка поверхности тела (например, рук) и твердых тел размером более 50 мм.

Класс 2 – защита от проникновения внутрь оболочки пальцев или предметов длиной до 80 мм и твердых тел размером более 12 мм.

Класс 3 – защита от проникновения внутрь оболочки инструментов, проволоки диаметром более 2,5 мм и твердых тел размером более 2,5 мм.

Класс 4 – защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и твердых тел размером более 1 мм.

Класс 5 – защита от проникновения внутрь оболочки пыли, концентрация которой вызывает нарушение работы ЭТИ.

Класс 6 – защита от проникновения пыли.

Степень защиты ЭТИ от попадания воды внутрь оболочки имеет девять классов защиты.

Классы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Класс 0 – защита отсутствует.

Класс 1 – защита от капель при вертикальном попадании на оболочку.

Класс 2 – защита от капель при наклонном попадании на оболочку.

Класс 3 – защита от дождя.

Класс 4 – защита от брызг.

Класс 5 – защита от водной струи.

Класс 6 – защита от волн воды.

Класс 7 – защита при погружении в воду.

Класс 8 – защита при длительном погружении в воду.

Примеры .

1. ПЭВМ имеет степень защиты IP30. Класс 3 – защита от случайного проникновения внутрь оболочки (корпуса) системного блока мелких деталей. Класс 0 – отсутствие защиты оболочки (корпуса) системного блока от воздействия капель воды.

2. Устройство электродуговой сварки. Степень защиты IP44. Класс 4 – защита от проникновения твердых тел внутрь оболочки. Класс 4 – защита от водяных брызг.

В первом случае надо защитить трансформатор внутри устройства. Во втором случае работа устройства производится вне помещения.

Оболочка электротехнического изделия (ЭТИ) имеет защиту IP 44. 122.Укажите, что характеризует первая цифра по системе защиты IP в данном случае.

Устройство электродуговой сварки. Степень защиты IP44. Класс 4 – защита от проникновения твердых тел внутрь оболочки. Класс 4 – защита от водяных брызг.

Оболочка электротехнического изделия (ЭТИ) имеет защиту IP 53. Укажите, что характеризует первая цифра по системе защиты IP в данном случае.

Оболочка электротехнического изделия (ЭТИ) имеет защиту IP 54 (например, пульт управления, расположенный непосредственно на станке с ЧПУ). Укажите, что характеризует вторая цифра по системе защиты IP в данном случае.

Электротехнические устройства со степенью защиты IP54 является достаточно защищенным и может применяться как в обычных условиях, так и на улице, где возможно попадание на устройство воды и пыли.

При этом, степень защиты IP54 обеспечивает меньшую защиту от влаги, чем IP55, а именно: IP 54 обеспечивает защиту от воды и других жидкостей только в виде капель и не защищает от струй воды. Таким образом,изделие со степенью защиты IP54 можно использовать во влажных помещениях и на улице, оно можеть попасть под дождь, однако его нельзя поливать, например из шланга, так как IP 54 обеспечивает защиту только от брызг и капель, попадающих на корпус с любого направления.

Часто степень защиты IP 54 применяется для электротехнических изделий предназначенных для использования на улице, а именно:

влагозащищенные розетки (степень защиты IP 54 обеспечивается специальной подпружиненной крышкой, предотвращающей попадание капель в контакные отверстия розетки); определенные типв уличных светильников (степень защиты IP 54 обеспечивается специальным уплотнением в разъеме корпуса светильника)

электротехнические шкафы (степень защиты IP 54 обеспечивается специальным устройством двери и упругим уплотнением, расположенном в месте примыкания двери к корпусу шкафа)

Устройства со степенью защиты IP54 обеспечивают частичную защиту от проникновения пыли в корпус устройства и полностью защищают от случайного прикосновения к токоведущим частям устройства, что позволяет их использовать как в промышленном, так и в бытовом применении.

К какому классу помещений по степени опасности поражения электрическим током относятся помещения с химически активной средой?

Помещения с химически активной средой - по условиям производства в помещении постоянно или длительно содержатся пары или отложения, действующие разрушающие на изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

126.Укажите принцип работы защитного заземления (контурного или выносного) в случае пробоя фазы на корпус электрооборудования: Превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети.

127.Укажите принцип работы контурного защитного заземления в случае пробоя фазы на корпус оборудования:

Снижение до безопасных значений напряжений и прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземлённого оборудования, а также выравниванием потенциалов за счёт подъёма потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования. (Трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали).

128.Электроустановка эксплуатируется в сети с заземленной нейтралью (заземленный нейтральный провод). Сеть однофазная, U Ф = 220В. Происходит пробой на корпус оборудования. При расчете принять: расчетное сопротивление тела человека R Ч = 1000 Ом и сопротивление заземления R З = 4 Ом.

Определить величину силы тока, проходящую через тело человека при случайном прикосновении к корпусу неисправного оборудования.

При U ф = 220 В; R ч = 1000 Ом; R н = 4 Ом

Последствия – паралич сердца .

130.Согласно ПУЭ минимальное допустимое сопротивление изоляции фаз проводов по отношению к земле в сети с изолированной нейтралью при всех включенных электроустановках должно быть: ……………………………………

В соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) сопротивление изоляции фазных проводов относительно земли должно быть R из 500000 Ом.³0,5 МОм³

В сетях с изолированной нейтралью опасность для человека, прикоснувшегося к одному из фазных проводов в период нормальной работы сети, главным образом зависит от сопротивления изоляции проводов относительно земли. С увеличением сопротивления изоляции опасность поражения электрическим током уменьшается.

При аварийном режиме работы этой же сети, когда имеет место замыкание фазы на землю, напряжение в нейтральной точке может достигать фазного напряжения, напряжение неповрежденных фаз относительно земли становиться равным линейному напряжению. В этом случае, если человек прикоснется к одной фазе, он окажется под линейным напряжением, через него пойдет ток по пути «рука-нога». В данной ситуации на исход поражения сопротивление изоляции проводов не играет никакой роли. Такое поражение током чаще всего приводит к летальному исходу.

На предприятиях, где сети разветвленные и имеют значительную протяженность, а следовательно, большую емкость, система с изолированной нейтралью теряет свое преимущество, так как увеличивается ток утечки, снижается сопротивление участка фаза-земля. С точки зрения электробезопасности в таких случаях предпочтение отдается сети с заземленной нейтралью.

Двухфазное (двухполюсное) прикосновение более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение. Ток через человека рассчитывается по формуле:

прикосновение человека к двум фазам Для сети постоянного тока 220 В ток через тело человека будет равен:

Этот ток является неотпускающим и человек не может освободиться от него без посторонней помощи.

10.Ток, проходящий через тело человека , п 2-х проводной сети изолированной от земли (схема, формула).

Очевидно, что чем лучше изоляция проводов относительно земли , тем меньше опасность однофазного (и двухфазного) прикосновения к проводу .

11.Ток, проходящий через тело человека , п ри однофазном прикосновении в однофазной двухпроводной сети с заземлённым проводом (схема, формула).

где:
- сопротивление заземления провода. Очевидно, что при
человек оказывается практически под полным напряжением сети, а ток через тело человека имеет наибольшее значение.

12.Ток, проходящий через тело человека , п ри однофазном прикосновении в 3-х фазной сети с заземлённой нейтралью (схема, формула).

(2.3)

13.Ток, проходящий через тело человека , п ри однофазном прикосновении в 3-х фазной сети с изолированной нейтралью (схема, формула).

(2.5)

14.Замыкания на корпус в электроустановках.

Замыканием на корпус называется случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки.

15.Замыкания на землю в электроустановках.

Замыканием на землю называется случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями и предметами, не изолированными от земли.

16.Классификация электроустановок и помещений.

Условно электроустановки можно разделить на: -электроустановки до 1 кВ; -электроустановки выше 1 кВ; -электроустановки с малым напряжением (не более 42 В); -электроустановки с малыми токами замыкания на землю (I з 500А); -электроустановки с большими токами замыкания на землю (I з 500А). В отношении опасности поражения людей электрическим током помещения различаются на:

* Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную и особую опасность;

* Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:

Сырость или токопроводящая пыль;

Токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

высокая температура;

Возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющих соединение с землей, технологическим аппаратом, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой.

* Особо опасные помещения, характеризуются наличием одного из следующих условий:

Особая сырость;

Химически активная или органическая среда;

Одновременно два или более условий повышенной опасности.

"

Знание процессов, протекающих в электроустановках, позволяет энергетикам безопасно эксплуатировать оборудование любого напряжения и вида тока, выполнять ремонтные работы и техническое обслуживание электрических систем.

Избежать случаев поражения током электроустановки помогает информация, излагаемая в , ПТБ и ПТЭ - основных документов, созданных лучшими специалистами на основе анализа несчастных случаев с людьми, пострадавшими от опасных факторов, сопровождающих работу электрической энергии.

Обстоятельства и причины попадания человека под действие электрического тока

Руководящие документы по безопасности выделяют три группы причин, объясняющих поражение работников электрическим током:

1. непреднамеренное, нечаянное приближение к токоведущим частям с напряжением на расстояние, меньшее безопасного или прикосновение к ним;

2. возникновение и развитие аварийных ситуаций;

3. нарушения требований, указанных в руководящих документах, предписывающих правила поведения работников в действующих электроустановках.

Оценка опасностей поражения человека заключается в определении расчетами величин токов, которые проходят через тело пострадавшего. При этом приходится учитывать много ситуаций, когда контакты могут возникнуть в случайных местах электроустановки. К тому же, приложенное к ним напряжение изменяется в зависимости от многих причин, включающих условия и режимы работы электрической схемы, ее энергетические характеристики.

Условия поражения человека током электроустановки

Чтобы через тело пострадавшего стал протекать ток, необходимо создать электрическую цепь подключением его минимум к двум точкам схемы, обладающей разностью потенциалов - напряжением. На электрическом оборудовании возможны проявления следующих условий:

1. одновременное двухфазное или двухполюсное прикосновение к различным полюсам (фазам);

2. однофазное или однополюсное прикосновение к потенциалу схемы, когда человек имеет непосредственную гальваническую связь с потенциалом земли;

3. случайное создание контакта с проводящими элементами электроустановки, которые оказались под напряжением в результате развития аварии;

4. попадание под действие напряжения шага, когда разность потенциалов создана между точками, на которых одновременно находятся ноги или другие части тела.

При этом может возникнуть электрический контакт пострадавшего с токоведущей частью электроустановки, который рассматривается ПУЭ как прикосновение:

1. прямое;

2. либо косвенное.

В первом случае он создается непосредственным контактом с токоведущей частью, включенной под напряжение, а во втором - при прикосновениях к не изолированным элементам схемы, когда на них прошел опасный потенциал в случае развития аварии.

Чтобы определить условия безопасной эксплуатации электроустановки и подготовить для работников внутри нее рабочее место, необходимо:

1. проанализировать случаи вероятного создания путей прохождения электрического тока через организм обслуживающего персонала;

2. сравнить его максимально возможную величину с действующими минимально допустимыми нормативами;

3. принять решение о выполнении мер обеспечения электрической безопасности.

Особенности анализа условий поражения людей в электроустановках

Для оценки величины тока, проходящего через тело пострадавшего в сети постоянного или переменного напряжения, используются следующие виды обозначений для:

1. сопротивлений:

Rh - у тела человека;

R0 - для устройства заземления;

Rиз- слоя изоляции относительно контура земли;

2. токов:

Ih - через тело человека;

Iз - замыкания на контур земли;

Uc - цепи постоянного либо однофазного переменного токов;

Uл - линейных;

Uф - фазных;

Uпр - прикосновения;

Uш - шага.

При этом возможны следующие типовые схемы подключения пострадавшего к цепям напряжения в сетях:

1. постоянного тока при:

однополюсном касании контакта проводника с потенциалом, изолированным от контура земли;

однополюсном касании потенциала схемы с заземлённым полюсом;

двухполюсном контакте;

2. трехфазных сетей при;

однофазном контакте с одним из потенциальных проводников (обобщенный случай);

двухфазном контакте.

Схемы поражения в цепях постоянного тока

Однополюсный контакт человека с потенциалом, изолированным от земли

Под действием напряжения Uc по последовательно созданной цепочке из потенциала нижнего проводника, тела пострадавшего (рука-нога) и контур земли через удвоенное сопротивление изоляции среды протекает ток Ih.

Однополюсный контакт человека с заземленным потенциалом полюса

В этой схеме ситуацию усугубляет подключение к контуру земли одного потенциального провода с сопротивлением R0, близким к нулю и значительно меньшим, чем у тела пострадавшего и слоя изоляции внешней среды.

Сила искомого тока приблизительно равна отношению напряжения сети к сопротивлению человеческого тела.

Двухполюсный контакт человека с потенциалами сети

Напряжение сети напрямую прикладывается к телу пострадавшего, а ток через его организм ограничивается только его собственным незначительным сопротивлением.

Общие схемы поражения в цепях переменного трехфазного тока

Создание контакта человека между фазным потенциалом и землей

В общем случае между каждой фазой схемы и потенциалом земли имеется свое сопротивление и создается емкость. Нейтраль обмоток источника напряжения имеет обобщенное сопротивлением Zн, величина которого в разных системах заземления цепи меняется.

Формулы расчета проводимостей каждой цепочки и общей величины тока Ih через фазное напряжение Uф представлены на картинке формулами.

Образование контакта человека между двумя фазами

Наибольшую величину и опасность представляет ток, проходящий через цепочку, созданную между непосредственными контактами тела пострадавшего с фазными проводами. При этом часть тока может пройти по пути через землю и сопротивления изоляции среды.

Особенности двухфазного прикосновения

В цепях постоянного и трехфазного переменного токов создание контактов между двумя различными потенциалами наиболее опасно. При такой схеме человек попадает под действие наибольшего напряжения.

В схеме с источником питания постоянного напряжения величина тока через пострадавшего вычисляется по формуле Ih=Uc/Rh.

В трехфазной сети переменного тока это значение вычисляется по соотношению Ih=Uл/Rh=√3 Uф/Rh.

Считая, что среднее электрическое сопротивление тела человека составляет 1 килоом , рассчитаем ток, который возникает в сети постоянного и переменного напряжения 220 вольт.

В первом случае он составит: Ih=220/1000=0,22А. Этой величины в 220 мА достаточно для того, чтобы пострадавший подвергся судорожному сжатию мышц, когда без посторонней помощи он освободиться от воздействия случайного прикосновения уже не в состоянии - удерживающий ток.

Во втором случае Ih=(220· 1,732)/1000 =0,38А. При таком значении в 380 мА возникает смертельная опасность поражения.

Также обращаем внимание на то, что в сети переменного трехфазного напряжения положение нейтрали (может быть изолирована от земли или наоборот - подсоединена накоротко) очень мало влияет на величину тока Ih. Его основная доля идет не через цепочку земли, а между потенциалами фаз.

Если человек применил средства защиты, обеспечивающие его надежную изоляцию от контура земли, то они в подобной ситуации окажутся бесполезными и не помогут.

Особенности однофазного прикосновения

Трехфазная сеть с глухо заземленной нейтралью

Пострадавший прикасается к одному из фазных проводов и попадает под разность потенциалов между ним и контуром земли. Такие случаи происходят чаще всего.

Хотя напряжение фазы относительно земли меньше чем линейное в 1,732 раза, такой случай остается опасным. Ухудшить состояние пострадавшего может:

режим нейтрали и качество ее подключения;

электрические сопротивления диэлектрического слоя проводов относительно потенциала земли;

вид обуви и ее диэлектрические свойства;

сопротивление грунта в месте нахождения пострадавшего;

другие сопутствующие факторы.

Значение тока Ih в этом случае можно определить по соотношению:

Ih=Uф/(Rh+Rоб+Rп+R0).

Напомним, что сопротивления: человеческого тела Rh, обуви Rоб, пола Rп и заземления у нейтрали R0, принимаются в Омах.

Чем меньше величина знаменателя, тем сильнее создается ток. Если работник носит токопроводящую обувь, например, промочил ноги или подошвы подбиты металлическими гвоздями, и вдобавок находится на металлическом полу или сырой земле, то можно считать, что Rоб=Rп=0. Так обеспечивается самый неблагоприятный случай для жизни пострадавшего.

Ih=Uф/(Rh+R0).

При фазном напряжении в 220 вольт получим Ih=220/1000=0,22 А. Или ток смертельной опасности 220 мА.

Теперь рассчитаем вариант, когда работник использует средства защиты: диэлектрическую обувь (Rоб=45 кОм) и изолирующее основание (Rп=100 кОм).

Ih=220/(1000 +45000+10000)=0,0015 А.

Получили безопасную величину тока 1,5мА.

Трехфазная сеть с изолированной нейтралью

Здесь отсутствует прямая гальваническая связь нейтрали источника тока с потенциалом земли. Фазное напряжение приложено к сопротивлению слоя изоляции Rиз, обладающей очень высокой величиной, которая контролируется при эксплуатации и постоянно поддерживается в исправном состоянии.

Цепь протекания тока через тело человека зависит от этой величины в каждой из фаз. Если учесть все слои сопротивления току, то его величину можно просчитать по формуле: Ih=Uф/(Rh+Rоб+Rп+(Rиз/3)).

Во время самого неблагоприятного случая, когда созданы условия максимальной проводимости через обувь и пол, выражение примет вид: Ih=Uф/(Rh+(Rиз/3)).

Если рассматривать сеть 220 вольт с изоляцией слоя в 90 кОм, то получим: Ih=220/(1000+(90000/3)) =0,007 А. Такой ток в 7 мА будет хорошо ощущаться, но смертельную травму обеспечить не сможет.

Обратим внимание, что мы в рассматриваемом примере умышленно упустили сопротивление грунта и обуви. Если их учесть, то ток снизится до безопасной величины, порядка 0,0012 А или 1,2 мА.

Выводы:

1. в схемах с изолированной нейтралью безопасность работников обеспечить проще. Она напрямую зависит от качества диэлектрического слоя проводов;

2. при одинаковых обстоятельствах прикосновения к потенциалу одной фазы схема с заземленной нейтралью представляет наибольшую опасность, чем с изолированной.

Рассмотрим случай касания металлического корпуса электрического прибора, если внутри него пробита изоляция диэлектрического слоя у потенциала фазы. Когда человек прикоснется к этому корпусу, то через его тело пойдет ток на землю и далее через нейтраль к источнику напряжения.

Схема замещения показана на картинке ниже. Сопротивлением Rн обладает создаваемая прибором нагрузка.

Сопротивление изоляции Rиз совместно с R0 и Rh ограничивает ток междуфазного прикосновения. Он выражается соотношением: Ih=Uф/(Rh+Rиз+Rо).

При этом, как правило, еще на стадии проекта, выбирая материалы для случая, когда R0=0 стараются соблюдать условие: Rиз>(Uф/Ihg) -Rh.

Величина Ihg называется порогом неощутимого тока, значение которого человек не будет чувствовать.

Делаем вывод: сопротивление диэлектрического слоя всех токоведущих частей относительно контура земли определяет степень безопасности электроустановки.

По этой причине все подобные сопротивления нормированы и учтены утвержденными таблицами. С этой же целью нормируют не сами сопротивления изоляции, а токи утечек, которые через них протекают при испытаниях.

Напряжение шага

В электроустановках по разным причинам может возникнуть авария, когда потенциал фазы непосредственно касается контура земли. Если на воздушной ЛЭП один из проводов под действием различного типа механических нагрузок оборвался, то как раз в этом случае и проявляется подобная ситуация.

При этом в месте контакта провода с землей образуется ток, который создает вокруг точки касания зону растекания - площадку, на поверхности которой появляется электрический потенциал. Его величина зависит от тока замыкания Iз и удельного состояния почвы r.

Человек, оказавшийся в границах этой зоны, попадает под действие напряжения шага Uш, как показано на левой половинке картинки. Площадь зоны растекания ограничивается контуром, где потенциал отсутствует.

Значение напряжения шага рассчитывается по формуле: Uш=Uз∙β1∙β2.

В ней учитывается напряжение фазы в месте растекания тока - Uз, которое уточняется коэффициентами характеристик растекания напряжения β1 и влияния сопротивлений обуви и ног β2. Величины β1 и β2 публикуются в справочниках.

Значение тока сквозь тело пострадавшего вычисляется выражением: Ih=(Uз∙β1∙β2)/ Rh.

На правой части рисунка в положении 2 пострадавший создает контакт с замкнувшим на землю потенциалом провода. Он оказывается под влиянием разности потенциалов между точкой касания рукой и контуром земли, которая выражается напряжением прикосновения Uпр.

В этой ситуации ток вычисляют по выражению: Ih=(Uф.з.∙α )/ Rh

Значения коэффициента растекания α могут меняться в пределах 0÷1 и учитывают характеристики, влияющие на Uпр.

В рассмотренной ситуации действуют те же выводы, что и при создании однофазного контакта пострадавшим в нормальном режиме эксплуатации электроустановки.

Если же человек расположен за пределами зоны растекания тока, то он находится в безопасной зоне.