Схемы включения человека в электрическую цепь – Анализ опасности поражения электрическим током в зависимости от схем включения человека в сеть
- Комментариев к записи Схемы включения человека в электрическую цепь – Анализ опасности поражения электрическим током в зависимости от схем включения человека в сеть нет
- Советы абитуриенту
6.2.3. Схемы включения человека в цепь тока
Схемы включения в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются схемы включения: между двумя фазами и между одной фазой и землей (рис.1). Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей.
Первая схема соответствует двухфазному прикосновению, а вторая – однофазному.
Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека или животного называется напряжением прикосновения (Uпр).
Двухфазное прикосновение, при прочих равных условиях, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное, а ток через человека, оказываясь независимым oт схемы сети, режима нейтрали и других факторов, имеет наибольшее значение:
где – линейное напряжение, т.e. напряжение между фазными проводами сети, В;
Uф – фазное напряжение, т.е. напряжение между началом и концом одной обмотки источника тока (трансформатора или генератора) или между фазным и нулевым проводами сети, В;
Rh – сопротивление тела человека, Ом.
Рис. 6.1. Случаи прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением: а – двухфазное включение: б и в- однофазные включения
Случаи двухфазного прикосновения происходят очень редко и не могут служить основанием для оценки сетей по условиям безопасности. Они бывают обычно в установках до 1000 В в результате работы под напряжением, применения неисправных защитных средств, а также эксплуатации оборудования с неогражденными голыми токоведущими частями (открытые рубильники, незащищенные зажимы сварочных трансформаторов и т.п.).
Однофазное прикосновение, при прочих равных условиях, является менее опасным, чем двухфазное, поскольку ток, проходящий через человека, ограничивается влиянием многих факторов. Однако однофазное прикосновение возникает значительно чаще и является основной схемой, при которой происходит поражение людей током в сетях любого напряжения. Поэтому ниже анализируются лишь случаи однофазного прикосновения. При этом рассматриваются обе разрешенные к применению сети трехфазного тока напряжением до 1000 В: четырехпроводная с глухозаземленной нейтралью и трехпроводная с изолированной нейтралью.
6.2.4. Трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью
В трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземоенной нейтралью вычисление напряжения прикосновения
Рассмотрим наиболее общий случай, когда сопротивления изоляции проводов, так же как и емкости проводов относительно земли не равны между собой, т.е.
r1 ≠ r2 ≠ r3 ≠ rн; С1 ≠ С2 ≠ С3 ≠ Сн ≠ 0,
где r1, r2, r3, rн – сопротивление изоляции фазных L и нулевого (совмещённого) PEN проводов, Ом;
C1,
C2, C3, Cн – рассредоточенные емкости фазных L и нулевого (совмещённого) PEN проводов относительно земли, Ф.Тогда полные проводимости фазных и нулевого проводов относительно земли в комплексной форме будут:
; 
;
;
где w – угловая частота, рад/с;
j – мнимая
единица, равная (
).
а
б
Рис. 6.2. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при нормальном режиме работы: а – схема сети; б – эквивалентная схема; L1, L2, L3, – фазные проводники; PEN – нулевой (совмещённый) провод.
Полные проводимости заземления нейтрали и тела человека равны соответственно
; 
,
где r0 – сопротивление заземления нейтрали, Ом.
Емкостной составляющей проводимости человека можно пренебречь ввиду ее малой величины.
При прикосновении человека к одной из фаз, например к фазному проводнику L1, напряжение, под которым он окажется, определится выражением
, (6.1)
Ток найдётся по формуле
,
где 
– комплексное напряжение фазы 1 (фазное
напряжение), В;
–комплексное
напряжение между нейтралью источника
тока и землей (между точками 00′ на
эквивалентной схеме).
Пользуясь известным
методом двух узлов, 
можно выразить следующим образом:
Имея в виду, что для симметричной трехфазной системы
; 
;
где Uф – фазное напряжение источника (модуль), В;
а – фазовый оператор, учитывающий сдвиг фаз, где
,
будем иметь равенство
.
Подставив это значение в (6.1), получим искомое уравнение напряжения прикосновения в комплексной форме, воздействующего на человека, прикоснувшегося к фазному проводнику L1 трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью:
. (6.2)
Ток, проходящий через человека, получим, если умножим это выражение на Yh:
. (6.3)
При нормальном режиме работы сети проводимость фазных и нулевого проводов относительно земли по сравнению с проводимостью заземления нейтрали имеет весьма малые значения и с некоторым допущением может быть приравнена к нулю, т.е.
Y1 = Y2 = Y3 = Yн = 0
В этом случае уравнения (6.2) и (6.3) значительно упростятся. Так, напряжение прикосновения будет равно
,
или (в действительной форме)
,
(6.4)
а ток равен
(6.5)
Согласно требованиям ПУЭ [1] значение сопротивления r0 не должно превышать 8 Ом, сопротивление же тела человека Rh, не опускается ниже нескольких сотен ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнениях (6.4) и (6.5), можно пренебречь значением
Из уравнения (6.5) вытекает еще один вывод: ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к фазе трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы, практически не изменяется с изменением сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли, если сохраняется условие, что полные проводимости проводов относительно земли весьма малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали сети.
В этом случае существенно повышают безопасность сопротивления обуви, грунта (пола) и другие сопротивления в электрической цепи человека.
Глухое замыкание на землю в сети с глухозаземленной нейтралью мало изменяет напряжение фаз относительно земли.
При аварийном режиме, когда одна из фаз сети, например фазный проводник L3 (рис.6.3, а), замкнута на землю через относительно малое активное сопротивление rзм, а человек прикасается к фазному проводнику L1, уравнение (6.2) примет следующий вид:
.
Здесь также принимаем, что Y1, Y2 и Yн малы по сравнению с Y0 , т.е. приравнены к нулю.
Произведя соответствующие преобразования и учитывая, что
, 
и
получим напряжение прикосновения в действительной форме
.
Для упрощения этого выражения допустим, что
.
В результате получим окончательно, что напряжение Uпр равно
. (6.6)
Ток, проходящий через человека, определяется по формуле
. (6.7)
а
б
Рис. 6.3. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при аварийном режиме: а – схема сети; б – векторная диаграмма напряжений.
Рассмотрим два характерных случая.
Если сопротивление замыкания проводов на землю rзм считать равным нулю, то уравнение (6.6) примет вид
.
Следовательно, в данном случае человек окажется под воздействием линейного напряжения сети.
2. Если принять равным нулю сопротивление заземления нейтрали r0, то из уравнения (6.6) получим, что Unp = Uф, т.е. напряжение, под которым окажется человек, будет равно фазному напряжению.
Однако в практических условиях сопротивления rзм и r0 всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в период аварийного режима к исправному фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше линейного, но больше фазного, т.е.
> Uпр >
Uф. (6.8)
Это
положение иллюстрируется векторной
диаграммой, приведенной на рис. 6.3, б и
соответствующей рассматриваемому
случаю. Следует отметить, что этот вывод
вытекает также из уравнения (6.6). Так,
при небольших значениях rзм и r0 по
сравнению с Rh, первым
слагаемым в знаменателе можно пренебречь.
Тогда дробь при любых соотношениях rзм и r0 будет
всегда больше единицы, но меньше 
,
т.е. получим выражение (6.8).
studfiles.net
Схемы включения человека в цепь электрического
тока
В процессе эксплуатации электроустановок не исключена возможность прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В большинстве случаев опасно прикосновение к токоведущим час плетень случается, когда человек стоит на земле, а обувь. П имеет некоторую электропроводностьь.
В условиях туристского комплекса. Наиболее типичные две схемы включения тела человека в электрической цепи:. Между двумя проводами 1 между проводом и землей. В трехфазных сетях переменного тока первая схема н называется – двухфазным включением, а вторая – однофазным. В гостиничном хозяйстве, кроме трехфазных сетей переменного тока, широко применяются однофазные для питания различных бытовых приборе в (пылесосов, холодильников, утюговк).
Схема включения человека в однофазную двухпроводную сеть, изолированную от земли, приведена на рис 41
Рис 41. Прикосновение человека к проводу однофазной двухпроводной сети при режиме ее работы: а – нормальному б – аварийном,. А, N – обозначение проводов
Подобные сети получаемых с помощью разделительных трансформаторов. При нормальном режиме работы и качественной изоляции проводов касание одного из них уменьшает опасность поражения электрическим током
При аварийном режиме (рис41, б), когда один из проводов замкнут на землю, изоляция оказывается шунтированы сопротивлением замыкания провода на землю, которое как всегда настолько мала, что может быть принято равным нулю. Для создания однофазных двухпроводных сетей заземленным проводом применяют однофазные трансформаторы, а для получения напряжения 220. Внутрьохфазний сети присоединяются к фазному и нулевой го проводов. В обоих случаях возникает электрическая цепь, одним из участков которого является тело человека. Путь тока через тело человека в первом случае может быть”рука – нога”, а во втором -“рука – рука”Возможн е и другие случаи включения человека в электрическую цепь, например, касание токоведущих частей лицом, головой, шеей или включения на пути тока”нога – нога нога”.
Трехфазные четырехпроводные сети с заземленной нейтралью. При двухфазном (двухполюсный) прикосновения человек оказывается под полным рабочим напряжением установки. При однополюсном прикосновения, который бывает чаще ток зависит не только от напряжения установки и сопротивления тела человека, но и от режима нейтрали, состояния изоляции сети, пола, обувь человекни.
Рассмотрим особенности различных электрических сетей. В туристском комплексе распространены четыре проводные сети с наглухо заземленной нейтралью напряжением до 1000. В, например 380/220. В. Источником питания служит во трехфазный понижающий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены”звездой”Наглухо заземлена нейтраль вторичной обмотки понижающего трансформатора (например, 1000/400. В) обусловливает режим, при я кому напряжение какой-либо фазы вторичной сети относительно земли не превышает фазного напряжения, т.е. для трансформатора с напряжением 400. В оно будет не более 230. В (у потребителя 220. В). Кроме того, у случае нарушения изоляции между первичной и вторичной обмотками при рабочем заземлении нейтрали высокая напряжение, переходит к вторичной сети по отношению к земле, значительно снижается благодаря н евеликому сопротивления заземления нейтрали (2,4,8. Ом и более для напряжения 660, 380 и 220. В трехфазной сети (Госстандарт 121030-81)0-81)).
Упрощенная схема, объясняющая однополюсный прикосновение человека к четырехпроводной сети с глухим заземлением нейтрали источника питания (трансформатора или генератора), представлена ??на рис 42
Рис 42. Однофазное включение человека в сеть с наглухо заземленной нейтралью источников питания (трансформатора)
Через малое сопротивление растекания тока рабочего заземления нейтрали по сравнению с сопротивлением тела человека оно равно нулю. Прикосновение человека, стоящего на земле (или на заземленной конструкции, полу), обусловливает замкнутую электрическую цепь: обмотка источника питания – провод линии – тело человека – земля – ??провод – рабочее заземление – обмотка источники. На участке цепи”тело человека”на него действует фазное напряжение сети 220. В. Если при этом обувь человека электропроводящее, то пол или конструкция, на которой она стоит, также будут электропроводными, и практически вся и напряжение будет приложено к человеку по пути в”рука – ноги”Если в неблагоприятных условиях сопротивление тела человека будет 1000. Ом, то через нее пройдет ток, равный 220 мА, что смертельно опасно для нее. Если же сопротивление обуви и пола в сумме окажутся пор ивняннимы с сопротивлением тела человека, то ток через него будет меньше. Например, при большом сопротивлении участка”обувь – пол”(10 000. Ом) ток через человека будет 20 мА есть значительно менее опасным, но в икликае боль, судороги, а в некоторых случаях невозможность потерпевшего самостоятельно освободиться от действия тока. Это доказывает, что однофазный прикосновение человека к сети наглухо заземленной нейтралью всегда небе зпечныезпечний.
На практике эксплуатации электроустановок возможны случаи замыкания на землю токоведущих частей, например через корпус электроприемника или металлическую конструкцию электропроводки. Если такое замыкание я окажется глухим, то есть малое переходное сопротивление, то установка через однофазное короткое замыкание отключается максимальным ручьевая защитой (перегорает плавкая вставка предохранителя или отключается а втоматичний выключатель). После этого нормальный режим работы другой электросети восстанавливаетсяся.
Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и тока при аварийном режиме работы производственных и бытовых электроустановок в туркомплексах напряжением до 1000. В и частотой 50. Гц не должны превышать значе ень, приведенных в табл 41 (Госстандарт 121038-82-82).
таблицы 41
Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и тока
Продолжительность действия тока, с | Нормированная величина | Продолжительность действия тока, с | Нормированная величина | ||
U В | Има | U В | Има | ||
001-008 | 220 | 220 | 06 | 40 | 40 |
01 | 200 | 200 | 07 | 35 | 35 |
02 | 100 | 100 | 08 | 30 | 30 |
03 | 70 | 70 | 09 | 27 | 27 |
04 | 55 | 55 | 1 | 25 | 25 |
05 | 50 | 50 | 10 | 12 | 2 |
Трехфазные сети с изолированной от земли нейтралью
Размещение электрической энергии на вторую ступень электроснабжения производственных предприятий, города и селения осуществляется с помощью кабельных (в городах), или воздушных (в поселках) линий при номинальные й напряжении электроприемников (понижающих трансформаторов предприятий, жилых массивов) при 6 10 или 35 кВ. Эти электрические сети делают с изолированными от земли нейтралями I фазами источников питания ( трансформаторов районных подстанций энергосистемы) или нейтралями, заземленными через значительные индуктивные сопротивления, включаются для уменьшения емкости составляющих тока однофазного замыкания на землюлю.
При однофазном замыкании на землю в сети с изолированной от земли нейтралью в месте замыкания на землю протекать ток, который вызван рабочим напряжением установки и проводимостью фаз относительно земли
сетях с изолированной нейтралью достаточно эффективны при сравнительно небольшой их протяженности. В этом случае емкость проводов относительно земли мы можем принять равной нулю, а сопротивление проводов достаточно большим
На рис 43 показано включение человека в трехфазных сетях с изолированной нейтралью
Рис 43. Прикосновение человека к проводу трехфазной 3-проводной сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы:. А. В,. С – обозначение проводов
В сетях с изолированной нейтралью при нормальной работе опасность поражения электрическим током человека, прикоснулась к одной из фаз зависит от сопротивления проводника относительно земли, т.е. с увеличением нием сопротивления опасность уменьшаетсяя.
Защитное заземление – один из защитных мер против поражения человека электрическим током при прикосновении к металлических не токоведущих частей с поврежденной изоляцией (например, замыкание на корпус). Цель такого заземления заключается в преднамеренном электрическом соединении с землей или. ТИ эквивалентом металлических не токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с помощью заземленных устройств ел (совокупность заземлителя и заземляющих проводников). Как заземлитель служит один или несколько металлических электродов (например, стальных стержней, труб), которые находятся в земле, обеспечивая достаточно малое переходное сопротивление. Сопротивление заземленного устройства называют суммарным сопротивлением, состоящий из сопротивления растекания тока заземлителя и сопротивления заземленного проводникаків.
Рассмотрим действие защитного заземления. Если корпус электродвигателя (аппарата оболочки кабеля) не имеет надежного соединения с землей и в результате повреждения изоляции имеет контакт с токопроводящей частью ю, то произойдет однофазное включение человека в цепь току.
В сети при замыкании на корпус возникает однофазное замыкание на землю
Вследствие относительно небольшого тока, который протекает на землю, установления защитой не отключится и в дальнейшем работать в аварийном режиме. Но через корпус машины или аппарата с поврежденной изоляцией ю протекать ток, и между корпусом 1 землей появится напряжение относительно земли (рис 44.4).
Рис 44. Замыкание на корпус электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью
Человек, окажется под напряжением прикосновения, может быть значительным и зависит от того, где находятся ноги человека, а также от электрической проводимости (сопротивления) обувь. Как всегда напряжение прикосновения меньше н напряжения относительно землиі.
Таким образом, размер величины напряжения заземленного корпуса относительно земли, а следовательно, и напряжение прикосновения зависят от сопротивления земли, и напряжение прикосновения зависит от сопротивления заземленного устройства. Для того чтобы напряжений га соприкосновения была по возможности малой, нужно иметь малое сопротивление заземленного устройства электроустановки не заземляют при напряжении 42. В и ниже переменного тока 1110 в и ниже постоянного тока во всех помещений еннях и условиях работы без повышенной опасностики.
Части электрооборудования, подлежащие заземлению. Заземлению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов; приводы электрических аппаратов и вторичные обмотки сварочных трансф орматорив; каркасы распределенных щитов, щиты управления, осветительных и силовых шкафов; металлических конструкций распределенных устройств кабельных линий. Заземлению не подлежат: арматура подвесных и опорных х изоляторов; кронштейны и осветительная арматура при установке их на деревянных опорах и конструкциях; электрооборудования, которое установлено на металлических заземленных конструкциях, если в местах контакт в связи с ними металлических не токоведущих частей электрооборудования обеспечен надежный электрический контакт. Не подлежат заземлению также корпуса электроизмерительных приборов и реле, установленных на щитах, в шкафах 1. Стенка камер распределительных устройств; корпуса электроприемников с двойной или усиленной изоляцией, например, электродрели, стиральных машин, електробрититв.
заиления в электроустановках и сетях напряжением до 1000. В называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих элементов установки, нормально изолированных от токоведущих частей, не находящихся под напряжением (корпуса электрооборудования, кабельных конструкций), с нулевой защитный проводник.
Нулевым защитным проводником в электроустановках напряжением до 1000. В является проводник, соединяющий занулены части (корпуса электрооборудования) с наглухо заземленной нейтралью точкой обмотки источника тока уму (генератора или трансформатора) или ее эквивалентом (ГОСТ 121030-811. Госстандарт 121009-76-76).
В электроустановках с наглухо заземленным нулевым проводом при замыкании на занулены металлические конструкционные неструмо-проводники должно быть обеспечено автоматическое отключение оборудования с повреждений. Дженни изоляцией, поскольку при этом возникает однофазного короткого замыкания.
Нулевые защитные провода заземляют непосредственно в источниках питания, т.е. на подстанциях или электростанциях. Кроме основного рабочего заземления нейтрали, следует выполнять повторные заземления нулевого провода в сети, снижает сопротивление заземления нейтрали и служит резервным заземлением при обрыве нулевого заземления провода (рис 45.5).
Рис 45. Принципиальная схема защитного заиления: 1 – электроустановка, 2 – максимальный струйный защиту
Повторные заземления на воздушных линиях делают через каждые 250 м их длины, на их концах, у разветвлений и ответвлений от магистралей высоковольтных линий при длине ответвлений 200 м 1 больше, а также в вводов воздушных магистралей в. Будина.
При электроснабжении по кабельным линиям напряжением 380/220. В повторное заземление нулевого провода выполняется в введении в помещения, в которых предусматривается устройство зануление электроприборов в числе ини этих помещений должна быть магистраль повторного заземления нулевого провода, к которой присоединяется надлежащие занулению объекти.
Для повторного заземления нулевого провода следует по возможности использовать естественные заземлители, за исключением сетей постоянного тока, где повторные заземления должны быть с использованием только ис ческих заземлителей. Сопротивление заземляющего устройства каждого из повторных заземлений не должно быть более 10. Вм.
Учитывая, что по нулевому проводу даже при неравномерной нагрузке проходит ток, значительно меньше, чем в фазных проводах, сечение нулевого рабочего провода для четырех ведущих магистралей выбирается равным примерно. Половине сечению фазных проводов. В однофазных ответвлениях от магистралей фаза – ноль пересечения нулевого провода должно быть таким же, как и фазного, так как по нему прох одить ток, равный тока фазного проводу.
Сопротивление зануленных проводов должен быть настолько малым, чтобы при замыкании фазы на корпус ток однофазного короткого замыкания был достаточен для мгновенного срабатывания максимальной токовой защиты согласно но. ПУЭ тока цепи фаза – нуль при замыкании на корпус должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток соответствующего плавкого предохранителька.
При защите электроустановки автоматическим выключателем зануляющих провод выбирают с таким расчетом, чтобы в петли фаза – ноль обеспечить ток короткого замыкания, который не превышает вставку тока спр рацьовування выключателя в 1,4 раз.
Вдвоем ведущих ответвлениях фаза – ноль, питающих однофазные электроприемники, защитный аппарат (предохранитель, однополюсные выключатели) устанавливают только на фазном проводе, если в этом видгал щелочении есть части, которые подлежат занулению. С целью электробезопасности при монтаже ламповых патронов фазный провод присоединяется к центральному контакту патрона (пятки), а нулевой – до резьбовой части патрона. Это предостережет от несчастного случая при случайном касании цоколя лампы (например, при. П замены) без отключения от сети. При занулении к освещенной арматуры следует присоединить отдельному мы ответвления от нулевого провода, а не пользоваться с этой целью токопроводящим нулевого проводадом.
uchebnikirus.com
Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях [Jurik-Phys.Net]
Прохождение тока через человека, является следствием его прикосновения не менее, чем к двум точкам электрической цепи, между которыми есть некоторая разность потенциалов (напряжение).
Опасность такого прикосновения неоднозначна и зависит от ряда факторов:
схемы включения человека в электрическую цепь;
напряжения сети;
схемы самой сети;
режима нейтрали сети;
степени изоляции токоведущих частей от земли;
ёмкости токоведущих частей относительно земли.
Классификация сетей напряжением до 1000 В
Однофазные сети
Однофазные сети разделятся на двухпроводные и однопроводные.
Двухпроводные
Двухпроводные сети делятся на изолированные от земли и с заземлённым проводом.
Изолированные от земли
| Однофазная сеть. Двухпроводная изолированная от земли |
С заземлённым проводом
| Однофазная сеть. Двухпроводная с заземлённым проводом |
Данные сети широко используются в народном хозяйстве, начиная с питания малым напряжением переносного инструмента и заканчивая питанием мощных однофазных потребителей.
Однопроводные
В случае однопроводной сети, роль второго провода выполняет земля, рельс и т.д.
| Однофазная сеть. Однопроводная |
Основное применение данные сети получили в электрифицированном транспорте (электровозы, трамваи, метро и т.д.).
Трёхфазные сети
В зависимости от режима нейтрали источника тока и наличия нейтрального или нулевого проводника могут быть выполнены по четырём схемам.
Нейтральная точка источника тока – точка, напряжения на которой относительно всех фаз одинаковы по абсолютному значению.
Нулевая точка источника тока – заземлённая нейтральная точка.
Проводник,присоединённый к нейтральной точке, называется нейтральным проводником (нейтралью), а к нулевой точке – нулевым проводником.
1. Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью
| Трёхфазная сеть. Трёхпроводная с изолированной нейтралью |
2. Трёхпроводная сесть с заземлённой нейтралью
| Трёхфазная сеть. Трёхпроводная с заземлённой нейтралью. |
3. Четырёх проводная сеть с изолированной нейтралью
| Трёхфазная сеть. Четырёхпроводная с изолированной нейтралью. |
4. Четырёх проводная сеть с заземлённой нейтралью
| Трёхфазная сеть. Четырёхпроводная с заземлённой нейтралью. |
При напряжении до 1000В в нашей стране используются схемы «1» и «4».
Схемы включения человека в электрическую цепь
Двухфазное прикосновение – между двумя фазами электрической сети. Как правило, наиболее опасное т.к., имеет место быть линейное напряжение. Однако данные случаи довольно редки.
Однофазное прикосновение – между фазой и землёй. При этом предполагается наличие электрической связи между сетью и землёй.
Подробнее о схемах включения человека в цепь см. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.
Однофазные сети
Изолированная от земли
| Прикосновение человека к однофазной двухпроводной изолированной от земли сети. Нормальный режим работы сети. |
Чем лучше изоляция проводов относительно земли, тем меньше опасность однофазного прикосновения к проводу.
Прикосновение человека к проводу с большим электрическим сопротивлением изоляции более опасно.
| Прикосновение человека к однофазной двухпроводной изолированной от земли сети. Аварийный режим работы сети. |
При замыкании провода на землю, человек прикоснувшийся к исправному проводу, оказывается под напряжением, равным почти полному напряжению линии, независимо от сопротивления изоляции проводов.
С заземлённым проводом
| Прикосновение человека к незаземлённому проводнику однофазной двухпроводной сети. Нормальный режим работы сети. |
В данном случае, человек оказывается практически под полным напряжением сети.
| Прикосновение человека к заземлённому проводнику однофазной двухпроводной сети. Нормальный режим работы сети. |
В нормальных условиях прикосновение к заземлённому проводу практически не опасно.
| Прикосновение человека к заземлённому проводнику однофазной двухпроводной сети. Аварийный режим работы сети. |
При коротком замыкании напряжение на заземлённом проводе может достигать опасных значений.
Трёхфазные сети
С изолированной нейтралью
 |
| Прикосновение человека к пров |
jurik-phys.net
Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Схемы включения человека в электрическую цепь
6.2.3. Схемы включения человека в цепь тока
Схемы включения в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются схемы включения: между двумя фазами и между одной фазой и землей (рис.1). Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей.
Первая схема соответствует двухфазному прикосновению, а вторая – однофазному.
Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека или животного называется напряжением прикосновения (Uпр).
Двухфазное прикосновение, при прочих равных условиях, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное, а ток через человека, оказываясь независимым oт схемы сети, режима нейтрали и других факторов, имеет наибольшее значение:
где – линейное напряжение, т.e. напряжение между фазными проводами сети, В;
Uф – фазное напряжение, т.е. напряжение между началом и концом одной обмотки источника тока (трансформатора или генератора) или между фазным и нулевым проводами сети, В;
Rh – сопротивление тела человека, Ом.
Рис. 6.1. Случаи прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением: а – двухфазное включение: б и в- однофазные включения
Случаи двухфазного прикосновения происходят очень редко и не могут служить основанием для оценки сетей по условиям безопасности. Они бывают обычно в установках до 1000 В в результате работы под напряжением, применения неисправных защитных средств, а также эксплуатации оборудования с неогражденными голыми токоведущими частями (открытые рубильники, незащищенные зажимы сварочных трансформаторов и т.п.).
Однофазное прикосновение, при прочих равных условиях, является менее опасным, чем двухфазное, поскольку ток, проходящий через человека, ограничивается влиянием многих факторов. Однако однофазное прикосновение возникает значительно чаще и является основной схемой, при которой происходит поражение людей током в сетях любого напряжения. Поэтому ниже анализируются лишь случаи однофазного прикосновения. При этом рассматриваются обе разрешенные к применению сети трехфазного тока напряжением до 1000 В: четырехпроводная с глухозаземленной нейтралью и трехпроводная с изолированной нейтралью.
6.2.4. Трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью
В трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземоенной нейтралью вычисление напряжения прикосновения Uпр, и тока Ih проходящего через человека, в случае прикосновения к одной из фаз (рис. 6.2) проще всего выполнить символическим (комплексным) методом.
Рассмотрим наиболее общий случай, когда сопротивления изоляции проводов, так же как и емкости проводов относительно земли не равны между собой, т.е.
r1 ≠ r2 ≠ r3 ≠ rн; С1 ≠ С2 ≠ С3 ≠ Сн ≠ 0,
где r1, r2, r3, rн – сопротивление изоляции фазных L и нулевого (совмещённого) PEN проводов, Ом;
C1, C2, C3, Cн – рассредоточенные емкости фазных L и нулевого (совмещённого) PEN проводов относительно земли, Ф.
Тогда полные проводимости фазных и нулевого проводов относительно земли в комплексной форме будут:
; ;;
где w – угловая частота, рад/с;
j – мнимая единица, равная ().
а
б
Рис. 6.2. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при нормальном режиме работы: а – схема сети; б – эквивалентная схема; L1, L2, L3, – фазные проводники; PEN – нулевой (совмещённый) провод.
Полные проводимости заземления нейтрали и тела человека равны соответственно
; ,
где r0 – сопротивление заземления нейтрали, Ом.
Емкостной составляющей проводимости человека можно пренебречь ввиду ее малой величины.
При прикосновении человека к одной из фаз, например к фазному проводнику L1, напряжение, под которым он окажется, определится выражением
, (6.1)
Ток найдётся по формуле
,
где – комплексное напряжение фазы 1 (фазное напряжение), В;
-комплексное напряжение между нейтралью источника тока и землей (между точками 00′ на эквивалентной схеме).
Пользуясь известным методом двух узлов, можно выразить следующим образом:
Имея в виду, что для симметричной трехфазной системы
; ;,
где Uф – фазное напряжение источника (модуль), В;
а – фазовый оператор, учитывающий сдвиг фаз, где
,
будем иметь равенство
.
Подставив это значение в (6.1), получим искомое уравнение напряжения прикосновения в комплексной форме, воздействующего на человека, прикоснувшегося к фазному проводнику L1 трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью:
. (6.2)
Ток, проходящий через человека, получим, если умножим это выражение на Yh:
. (6.3)
При нормальном режиме работы сети проводимость фазных и нулевого проводов относительно земли по сравнению с проводимостью заземления нейтрали имеет весьма малые значения и с некоторым допущением может быть приравнена к нулю, т.е.
Y1 = Y2 = Y3 = Yн = 0
В этом случае уравнения (6.2) и (6.3) значительно упростятся. Так, напряжение прикосновения будет равно
,
или (в действительной форме)
, (6.4)
а ток равен
(6.5)
Согласно требованиям ПУЭ [1] значение сопротивления r0 не должно превышать 8 Ом, сопротивление же тела человека Rh, не опускается ниже нескольких сотен ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнениях (6.4) и (6.5), можно пренебречь значением r0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, и ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh.
Из уравнения (6.5) вытекает еще один вывод: ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к фазе трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы, практически не изменяется с изменением сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли, если сохраняется условие, что полные провод
xn—-7sbeb3bupph.xn--p1ai
Схема – включение – человек
Схема – включение – человек
Cтраница 1
Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. [2]
Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две из них: между двумя проводами и между проводом и землей. Применительно к наиболее распространенным трехфазным сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным включением, а вторую – однофазным. [4]
Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две из них: между двумя проводами и между проводом и землей. [5]
На рис. 4.13 показана схема включения человека в однофазную сеть с изолированной нейтралью. [7]
Напряжение прикосновения зависит от напряже-ния сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в электрическую цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли. [8]
Однофазное ( однополюсное) прикосновение возникает значительно чаще, чем двухфазное, поэтому этой схеме включения человека в электрическую сеть уделено основное внимание. [9]
В условиях технологических цехов напряжение прикосновения зависит от напряжения сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в электрическую цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли. [10]
В условиях технологических цехов напряжение прикосновения зависит от напряжения сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли. В сопротивление электрической цепи человека входят сопротивление тела человека, сопротивление обуви, пола или грунта, на котором он стоит. При любом однофазном включении человека в цепь он касается пола или грунта, поэтому сопротивление опорной поверхности существенно влияет на значение тока, проходящего через человека. Вместе с тем в процессе эксплуатации оборудования нельзя полностью рассчитывать на защитные свойства опорных поверхностей, которые в случае повреждений могут потерять электрическое сопротивление, весьма высокое в нормальном состоянии. [11]
В условиях технологических цехов напряжение прикосновения зависит от напряжения сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли. В сопротивление электрической цепи человека входят сопротивление тела человека, сопротивление обуви, пола или грунта, на котором он стоит. При любом однофазном включении человека в цепь он касается пола или грунта, поэтому сопротивление опорной поверхности существенно влияет на значение тока, проходящего через человека. Вместе с тем в процессе эксплуатации оборудования нельзя полностью рассчитывать на защитные свойства опорных поверхностей, которые в случае повреждений могут потерять электрическое сопротивление, весьма высокое в нормальном состоянии. [12]
Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть двухполюсными и однополюсными. [14]
Электроустановки производят, преобразуют, распределяют и потребляют электроэнергию. При их эксплуатации человек может оказаться в сфере действия электромагнитного поля или в непосредственном соприкосновении с токоведущи-ми частями, в результате чего по его телу будет протекать электрический ток. Это может привести к поражению человека. Опасность поражения зависит от величины тока, длительности воздействия, рода тока ( постоянный или переменный), частоты, пути тока ( схемы включения человека в электрическую цепь), окружающей среды и ряда других факторов. [15]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
§3. Сопротивление цепи человека.
При поражении человека электрическим током тело человека может оказаться включенным в электрическую цепь одновременно с сопротивлениями других элементов – одежды, обуви, опорной поверхности (грунта или пола).
Значение тока Ih будет определяться не только параметрами схемы (U)и схемой включения, но и сопротивлением цепи человека.
Существуют следующие схемы прикосновения (включения в цепь тока):
1) Двухфазное (двухполюсное) прикосновение, когда человек, стоя на изолированном основании, касается одновременно двух фаз сети трех фазного переменного тока или двух полюсов сети однофазного или постоянного тока. При этом путь тока лежит по петле – рука – рука, через жизненно важные органы, что очень опасно. Еще опаснее путь – голова – рука.
а) Человек попадает под междуфазное (линейное) напряжение.
б) Человек попадает под рабочее напряжение электроустановки (полное).
При этом если прикосновение произошло открытыми частями тела, то Rh=Rт.ч.. и определяется главным образом сопротивлением кожи.
При прикосновении через одежду, в схему последовательно включается Rт.ч. и Rод.
Rh=Rт.ч.+Rод.
Сравним два случая:
10 – 15 кОм – для сухой одежды
Rод = 0,5 – 1,5 кОм – при влажной, т.е. резко падает, но все таки ограничивает Ih
Ih=220/(1000+10000)=0.02А – 20мА – Сильное дрожание пальцев рук ощущается до запястья.
Ih=220/(1000+500)=0,14А – 140мА – руки трудно, но еще можно оторвать.
Rоб и Rоп – не учитываются, т.к. не входят в цепь тока.
Случаи двухфазного прикосновения относительно редки. Более распространены:
2) Однофазное или однополюсное прикосновение, когда человек стоит на земле, касается одной точки электроустановки имеющей потенциал, отличной от потенциала опорной поверхности.
При этом человек попадает под напряжение фазы относительно земли. Через человека протекает ток замыкания на землю. Путь тока замыкается через петлю рука – ноги или голова – ноги, также через жизненно важные органы, при этом в цепь тока кроме Rт.ч. будет входить Rо.д.; Rо.п.; Rо.б. которые складываются параллельно.
Зависит от материала подошвы – Влажная/Сухая
Кожа – 0,5/100 Ком;
Резина – 1,5/500 Ком;
Rо.п.: 1) пол, Ком.
Металлический – 0,01/0 Ком.
Земля – 20/0,8 Ком.
Бетон – 2000/0,9 Ком.
Линолеум – 1500/50 Ком.
2) Грунт , Ом.
Камень – 8500/5000 Ом.
Снег, лед – 2*106 /300 Ом.
Песок 8000/1600 Ом.
Чернозем 160/50 Ом.
Rо.п. и Rо.б. играют существенную роль, т.к. в некоторых случаях Rо.п. много больше Rт.ч., особенно в сухом помещении.
Разновидностью данного случая являются прикосновения к корпусу оборудования, оказавшемуся под напряжением, при повреждении изоляции.
При отсутствии заземления, весь ток будет проходить через тело человека.
При наличии заземления основной ток будет проходить через сопротивление заземления, а через тело человека – только часть (меньшая) в зависимости от Rh. Что менее опасно.
3) Включение под напряжение шага, когда человек стоит на грунте в близи заземлителя с которого стекает ток.
При этом часть этого тока может ответвиться и через ноги проходить по телу человека,
по нижней петле – нога – нога. Человек попадает под шаговое напряжение.
Последовательная цепь Rдоп.
Rод. не включается.
В этом случае большую роль играет Rоб. и Rоп.
| §2. Сопротивление тела человека.< Предыдущая | Следующая >§4. Действие электрического тока на живую ткань. |
|---|
xn—-8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai
4. Включение человека в цепь электрического тока. Электробезопасность
Похожие главы из других работ:
Анализ условий труда на рабочем месте и разработка мероприятий по ликвидации проявления опасностей и улучшению условий труда
1. Безопасность жизнедеятельности при устройстве и эксплуатации электрических сетей и электроустановок. Характеристика воздействия электрического тока на организм человека. Схемы возможного прикосновения человека к токоведущим частям. Причины электротравматизма
Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи…
Безопасность жизнедеятельности
3. Влияние электрического тока на организм человека
Проходя через тело человека, электрический ток исправляет термическое, электролитическое, механическое и биологическая действие. Термическое действие тока влечет ожоги отдельных участков тела, нагревания к высокой температуре органов…
Воздействие опасных и вредных факторов на человека
2.4 Воздействие электрического тока на организм человека
Электротравма – внутренние или внешние повреждения организма, возникающие под воздействием электрического тока. Электрический ток оказывает на человека внутреннее воздействие, приводит к внешним травмам…
Воздействие опасных факторов на работающих
4. ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА
Обычно рассматривают два вида воздействия электрического тока на человека: с непосредственным прикосновением и косвенным…
Действие электрического тока на организм человека
2. Особенности воздействия электрического тока на организм человека
Электрический ток, проходя через тело человека, предопределяет превращение поглощенной организмом электрической энергии в другие виды и вызывает термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие…
Мероприятия по охране труда
5. Действие электрического тока на организм человека и животных, допустимые параметры электрического тока
Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов…
Меры защиты от прямого и косвенного прикосновения к токоведущим частям
Введение. Воздействие электрического тока на организм человека.
Электротравматизм на производстве и в быту представляет серьезную опасность для здоровья людей. По статистике в России на долю электрических травм приходится более 3% общего числа производственных травм…
Несчастные случаи на предприятии, потенциальные опасности. Мероприятия по их предупреждению
V. В чем заключается вредное воздействие электрического тока на организм человека? Опишите виды электротравм. Приведите предельные значения величин электрического поля и поясните, какие реакции организма вызывают эти значения тока
Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие…
Основы техники безопасности
1.1 Действие электрического тока на тело человека
Действие электрического тока на тело человека имеет многообразный характер. Различают 3 основных типа воздействия электрического тока на организм человека: термическое, электролитическое и биологическое…
Технические и организационные меры электробезопасности
2.2 Действие электрического тока
Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через человека электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия…
Травматизм на железнодорожном транспорте
Факторы, влияющие на степень поражения током организма человека и возможные варианты попадания под действие электрического тока. Первичные критерии электробезопасности и виды поражения электрическим током. Приведите схему электрического замещения тела человека (рука – две ноги) и дайте пояснение
Воздействие электрического тока на организм человека Кол-во электротравм в общем числе невелико, до 1,5%. Для электрических установок напряжением до 1000 В кол-во электротравм достигает 80%. Причины электротравм…
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током
1. Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды воздействия электрического тока на организм человека.
К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др. Сила тока и длительность воздействия…
Электрический ток как самый опасный фактор воздействия на человека
1. Описать действие электрического тока на организм человека
Электрический ток является самым опасным факторам воздействия на человека. Человек лишён возможности заранее обнаружить с помощью своих органов чувств поражение электрическим током…
Электробезопасность медицинской аппаратуры
1. Действие электрического тока на организм человека
…
Электробезопасность на производстве
Глава 1. Действие электрического тока на организм человека
Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электролитическое, тепловое и механическое действие. Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов…
trud.bobrodobro.ru
