Анализ прикосновения человека к электрической сети

Для упрощения примем, что:

сеть с малой емкостью (при этом сопротивление изоляции, R_из значительно меньше емкости сопротивления изоляции Хс_из);

сопротивление пола R_пол и сопротивление обуви R_o6 равны нулю;

сопротивление изоляции каждого провода относительно земли равны, т. е. R_из — R_из2 = R_из3 = … = R_из .

Для однопроводной сети с заземленным полюсом («земля» используется в качестве второго провода) ток, протекающий при однополюсном прикосновении человека к неизолированному (токоведущему) проводу I_Ч, можно определить по формуле (рисунок 3.2).

I_Ч=.

В любом случае следует учитывать каждый данный момент времени ток протекает от «плюса» до минуса источника напряжения по пути наименьшего сопротивления!

Для двухпроводной сети с изолированными от земли проводами (рисунок 3.3) имеем:

Рисунок 3.3.

• а) В случае двухполюсного прикосновения I_Ч= т. е. ток опасный;
• б) В случае однополюсного прикосновения при хорошем состоянии изоляции проводов (по нормам R_из500 кОм) человек находится под защитой R_из, т.к.

I_Ч=;

в) В случае однополюсного прикосновения к проводу 1 и замыкании другого провода 2 на землю I_Ч= т. е. в случае нарушении изоляции через человека будет протекать опасный ток. Такой режим называет аварийным.

Для двухпроводной сети с заземленным полюсом (рисунок 3.4) имеем:

• а) В случае исправной нагрузки (R_н? 0) ток неопасный, т.к. I_Ч=, где
• ?U — потери в проводе, В. По нормам? U₁? 1,5% *U;
• б) В случае короткого замыкания (к.з.) нагрузки (неверно отсоединяют потребитель от сети или неисправная нагрузка) ток становятся опасным, т.к.

I_Ч=, где? U₂= .

Для трехфазной трехпроводной сети, соединенной «звездой», с изолированной нейтралью (рисунок 3.5) имеем:

а) эквивалентная схема соединения «звездой», где И_Ф — напряжение фазы, В (между «н» и «к»);

U_Л— - линейное напряжение, В (между «к», и «к»),.

н — начало каждой фазы;

к — конец каждой фазы.

Соединение начал всех фаз в одну точку, называется нейтралью. Если нейтраль не имеет соединения (контакта с землей), то она называется изолированной. -^: ,.

б) в случае двухполюсного касания человека к фазным проводам (L₁, L₂, L₃) ток опасный, т.к.:

I_Ч=;

в) в случае однополюсного присоединения к фазному проводу при хорошем состоянии изоляции человек находится под защитой изоляции и через него протекает неопасный ток:

I_Ч=;

г) в случае однополюсного касания человека к проводу L₃ и замыкании другой фазы, например L₂, на землю ток становится значительным, определяется линейным напряжением, опасный для жизни человека:

I_Ч=.

Для трехфазной трехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью.

(рисунок 3.6) имеем:

а) в случае однополюсного прикосновения протекает ток, равный:

I_Ч=,.

который не зависит от состояния изоляции;

б) в случае однополюсного прикосновения к фазе L₃ и замыкания, фазы L₃, на землю через человека протекает такой же ток, как и в предыдущем случае.

I_Ч ?,.

т.к. I_кз через человека не пойдет (R_Ч> R₀) Этот ток меньше, чем в аналогичном случае в сети с изолированной нейтралью.

Вывод: во всех рассмотренных случаях для уменьшения тока, протекающего через человека, следует использовать средства индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, галоши, боты, подставки и т. д.) и (иди) контролировать исправность изоляции.

«R₀ «называется сопротивлением рабочего заземления.

Рабочее заземление — это преднамеренное соединение токоведущей части источника (в данном случае нейтрали) с землей или ее эквивалентом для создания необходимого режима работы сети. Это физическая величина, определяемая сопротивлением в месте контакта нейтрали с землей. Величина R₀ нормируется в зависимости от напряжения фазы (сети) (таблица 2.2).

Таблица 2.2.

Наиболее часто используемой сетью на предприятиях связи является четырех проводная трехфазная с заземленной нейтралью и нулевым проводником. Схема подключения оборудования к такой сети с обеспечением электробезопасности обслуживающего персонала показана на рисунке 3.7.

На схеме: PEN — совмещенный нулевой проводник в электроустановках до 1000 В сочетает функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего проводника N.

Нулевой защитный проводник РЕ обеспечивает зануление корпусов (металлических) оборудования.

Нулевой рабочий проводник N обеспечивает необходимый режим питания электроустановки.

FU1,…, FU6 — предохранители (плавкие вставки).

R_п — повторное заземление нулевого проводника для обеспечения зануления оборудования в случае обрыва нулевого провода и уменьшения.

напряжения на корпусах оборудования при коротком замыкании фазы на корпус. Обычно R _п? R₀, но не более 30 Ом.

№ 1, № 2 — трехфазные электроустановки (потребители).

Для уменьшения опасности поражения электрическим током можно подсоединить зануленный корпус к заземлителю (R₃).

Если используют нулевой защитный и нулевой рабочий проводник (раздельно, то такая сеть называется пятипроводной (рисунок 3.8).

Эти сети гармонизированы со стандартами международной электротехнической комиссии.