Istnieją różne schematy włączenia osoby obwód elektryczny aktualny:
Kontakt jednofazowy - dotknięcie przewodu jednej fazy istniejącej instalacji elektrycznej;
Kontakt dwufazowy - jednoczesny kontakt z przewodami dwóch faz istniejącej instalacji elektrycznej;
Dotykanie nieprzewodzących prądu części instalacji elektrycznych, które znajdują się pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji;
Załączanie napięcia krokowego - przełączanie między dwoma punktami ziemi (gleby), które znajdują się pod różnymi potencjałami.
Rozważ najbardziej charakterystyczne schematy włączania osoby do obwodu prądu elektrycznego.
Dotyk jednofazowy w sieci z solidnie uziemionym przewodem neutralnym. Prąd płynący przez ludzkie ciało ( ja godz) z dotykiem jednofazowym (ryc. 6) zamyka się w obwodzie: faza Ł 3 - ludzkie ciało - podstawa (podłoga) - uziemienie neutralne - neutralne (punkt zerowy).
Ryż. 6. Schemat jednofazowego dotyku w sieci
z solidnie uziemionym punktem neutralnym
Zgodnie z prawem Ohma:
Gdzie R o - rezystancja uziemienia neutralnego,
R osn - opór bazowy.
Jeśli podstawa (podłoga) jest przewodząca, to R podstawa ≈ 0
Biorąc pod uwagę fakt, że R O " R godz, To
ty godz = u F
Taki kontakt jest niezwykle niebezpieczny.
Kontakt jednofazowy w sieci z izolowanym punktem neutralnym. Prąd płynący przez ludzkie ciało (ryc. 7) zamknie się w obwodach: faza Ł 3 - ludzkie ciało - podłoga, a następnie wraca do sieci poprzez izolację faz Ł 2 i Ł 1, tj. wtedy prąd podąża za obwodami: izolacja faz Ł 2 - faza Ł 2 - neutralny (punkt zerowy) i izolacja fazowa Ł 1 - faza Ł 1 - neutralny (punkt zerowy). Tak więc w obwodzie prądu przepływającego przez ciało człowieka izolacje faz włączane są szeregowo z nim. Ł 2 i Ł 1 .
Ryż. 7. Schemat jednofazowego dotyku w sieci
z izolowanym przewodem neutralnym
Rezystancja izolacji fazowej Z ma aktywny ( R) i elementy pojemnościowe ( Z).
R- charakteryzuje niedoskonałość izolacji, tj. zdolność izolacji do przewodzenia prądu, choć znacznie gorsza niż metale;
Z- pojemność fazy względem ziemi jest określona przez wymiary geometryczne wyimaginowanego kondensatora, którego „płyty” są fazami i uziemieniem.
Na R 1 = R 2 = R 3 = R f i Z 1 = Z 2 = Z 3 = Z Prąd F przepływający przez ciało człowieka:
Gdzie Z- impedancja izolacji przewodu fazowego względem ziemi.
Jeśli pojemność faz jest zaniedbana Z f = 0 (sieci antenowe o małym zasięgu), to:
stąd wynika, że wielkość prądu zależy nie tylko od rezystancji osoby, ale także od rezystancji izolacji przewodu fazowego względem ziemi.
jeśli np. R 1 = R 2 = R 3 = 3000 omów, zatem
; ty godz= 0,0111000 = 110 V
Dotyk dwufazowy. Przy dotyku dwufazowym (ryc. 8), niezależnie od trybu neutralnego, osoba będzie pod napięciem sieciowym u l i zgodnie z prawem Ohma:
Na u l=380V: I= 380/1000 = 0,38 A = 380 mA.
Ryż. 8. Schemat dwufazowego dotyku człowieka
Zetknięcie dwufazowe jest niezwykle niebezpieczne, takie przypadki są stosunkowo rzadkie i zwykle są wynikiem pracy pod napięciem w instalacjach elektrycznych do 1000 V, co jest naruszeniem przepisów.
Dotknięcie metalowej obudowy, która jest pod napięciem. Dotknięcie korpusu instalacji elektrycznej (ryc. 9), w której faza ( Ł 3) zamknięty na obudowie, równoznaczny z dotknięciem samej fazy. Dlatego omówiona wcześniej analiza i wnioski dla przypadków styku jednofazowego w pełni odnoszą się do przypadku zwarcia doziemnego.
Ryż. 9. Schemat osoby dotykającej metalu
kadłub pod napięciem
Od rezystancji obwodu elektrycznego R Ponieważ wielkość prądu elektrycznego przepływającego przez osobę zależy w znacznym stopniu, ciężkość uszkodzenia jest w dużej mierze zdeterminowana przez schemat włączania osoby do obwodu. Obwody powstające, gdy osoba styka się z przewodnikiem obwodów, zależą od rodzaju zastosowanego systemu zasilania.
Najczęstsze sieci elektryczne, w których przewód neutralny jest uziemiony, czyli jest zwarty z przewodem do ziemi. Dotykanie przewodu neutralnego praktycznie nie jest niebezpieczne dla ludzi, niebezpieczny jest tylko przewód fazowy. Trudno jednak ustalić, który z dwóch drutów jest zerowy - wyglądają tak samo. Możesz to rozgryźć za pomocą specjalnego urządzenia - określacza fazy.
Korzystając z konkretnych przykładów, rozważymy możliwe schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego podczas dotykania przewodów.
Dwufazowe włączenie do obwodu. Najrzadszym, ale i najbardziej niebezpiecznym, jest dotknięcie przez człowieka przewodów dwufazowych lub podłączonych do nich przewodów prądowych (ryc. 2.29).
W takim przypadku osoba będzie pod działaniem napięcia liniowego. Prąd będzie płynął przez osobę na ścieżce „ręka-ręka”, tj. Rezystancja obwodu będzie obejmowała tylko rezystancję ciała (D,).
|
Jeśli weźmiemy rezystancję ciała do 1 kOhm, a sieć elektryczną o napięciu 380/220 V, wówczas siła prądu przepływającego przez osobę będzie równa
To zabójczy prąd. Ciężkość porażenia prądem elektrycznym, a nawet życie człowieka zależeć będzie przede wszystkim od tego, jak szybko pozbędzie się on kontaktu z przewodem prądowym (przerwie obwód elektryczny), ponieważ czas ekspozycji w tym przypadku jest decydujący.
Znacznie częściej zdarzają się przypadki, gdy osoba jedną ręką styka się z przewodem fazowym lub częścią urządzenia, aparatury przypadkowo lub celowo podłączonej do niego elektrycznie. Niebezpieczeństwo porażenia prądem w tym przypadku zależy od rodzaju sieci elektrycznej (masa lub izolowany punkt neutralny).
Jednofazowe podłączenie do obwodu w sieci z uziemionym punktem zerowym(ryc. 2.30). W takim przypadku prąd przepływa przez osobę wzdłuż ścieżki „ramię-noga” lub „ramię-ramię”, a osoba ta będzie pod napięciem fazowym.
W pierwszym przypadku opór obwodu będzie określony przez opór ludzkiego ciała (I_, buty (R o 6), fusy (Rw), na którym stoi osoba, przez rezystancję uziemienia neutralnego (RH), a prąd popłynie przez człowieka
Neutralny opór R H mały i można go pominąć w porównaniu z innymi rezystancjami obwodu. Aby ocenić wielkość prądu przepływającego przez człowieka, przyjmiemy napięcie sieciowe 380/220 V. Jeśli osoba ma na sobie suche buty izolujące (skóra, guma), stoi na suchej drewnianej podłodze, rezystancja obwód będzie duży, a natężenie prądu zgodnie z prawem Ohma jest małe.
Na przykład rezystancja podłogi wynosi 30 kOhm, skórzane buty 100 kOhm, rezystancja człowieka wynosi 1 kOhm. Prąd przepływający przez osobę
Prąd ten jest zbliżony do progu odczuwalnego prądu. Osoba poczuje przepływ prądu, przestanie działać, wyeliminuje awarię.
Jeśli osoba stanie na wilgotnym podłożu w mokrych butach lub boso, prąd przepłynie przez ciało
Prąd ten może spowodować uszkodzenie płuc i serca, a przy dłuższej ekspozycji nawet śmierć.
Jeśli osoba stoi na mokrej ziemi w suchych i nienaruszonych gumowych butach, przez ciało przepływa prąd
Osoba może nawet nie odczuć wpływu takiego prądu. Jednak nawet niewielkie pęknięcie lub przebicie podeszwy buta może drastycznie zmniejszyć opór gumowej podeszwy i uczynić pracę niebezpieczną.
Przed przystąpieniem do prac przy urządzeniach elektrycznych (zwłaszcza tych, które nie były używane od dłuższego czasu) należy je dokładnie obejrzeć pod kątem uszkodzeń izolacji. Urządzenia elektryczne należy wytrzeć z kurzu i, jeśli są mokre- suchy. Nie wolno uruchamiać mokrych urządzeń elektrycznych! Narzędzia elektryczne, urządzenia, sprzęt należy przechowywać w plastikowych torebkach, aby zapobiec przedostawaniu się do nich kurzu lub wilgoci. Musisz pracować w butach. Jeśli niezawodność urządzenia elektrycznego jest wątpliwa, musisz się ubezpieczyć- umieść pod stopami suchą drewnianą podłogę lub gumową matę. Możesz użyć gumowych rękawiczek.
Drugi tor przepływu prądu występuje, gdy druga ręka zetknie się z obiektami przewodzącymi prąd elektryczny połączonymi z ziemią (uziemiony korpus maszyny, metalowa lub żelbetowa konstrukcja budynku, mokra drewniana ściana, rura wodna, nagrzewnica itp.). W tym przypadku prąd płynie wzdłuż ścieżki o najmniejszym oporze elektrycznym. Obiekty te są prawie zwarte z ziemią, ich opór elektryczny jest bardzo mały. Dlatego opór obwodu jest równy oporowi ciała, a prąd przepłynie przez osobę
Ta ilość prądu jest śmiertelna.
Podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi nie dotykaj drugą ręką przedmiotów, które mogą być uziemione elektrycznie. Praca w wilgotnych pomieszczeniach, w obecności dobrze przewodzących przedmiotów połączonych z ziemią w pobliżu człowieka, stwarza wyjątkowo duże zagrożenie i wymaga przestrzegania wzmożonych środków bezpieczeństwa elektrycznego.
W trybie awaryjnym (ryc. 2.30, b), gdy jedna z faz sieci (druga faza sieci, inna niż faza, której dotykała osoba) okazała się zwarta do masy, następuje redystrybucja napięcia, a napięcie faz zdatnych do użytku różni się od napięcia fazowego sieci. Dotykając fazy roboczej, osoba dostaje się pod napięcie, które jest większe niż faza, ale mniej niż liniowe. Dlatego dla dowolnej ścieżki przepływu prądu ten przypadek jest bardziej niebezpieczny.
Połączenie jednofazowe w obwodzie w sieci z izolowanym przewodem neutralnym(ryc. 2.31). W produkcji do zasilania instalacji elektrycznych stosuje się trójprzewodowe sieci elektryczne z izolowanym punktem neutralnym. W takich sieciach nie ma czwartego uziemionego przewodu neutralnego, a są tylko przewody trójfazowe. Na tym schemacie prostokąty warunkowo pokazują opory elektryczne r A, R V, R Z izolacji przewodów każdej fazy i pojemności C A, C B, C C każda faza w odniesieniu do __________________________
pod znacznie wyższymi napięciami, a przez to bardziej niebezpiecznymi. Jednak główne wnioski i zalecenia dotyczące zapewnienia bezpieczeństwa są prawie takie same.
Nawet jeśli nie uwzględnimy rezystancji obwodu ludzkiego (osoba stoi na mokrym podłożu w wilgotnych butach), przepływający przez nią prąd będzie bezpieczny:
Zatem dobra separacja faz jest gwarancją bezpieczeństwa. Jednak przy rozległych sieciach elektrycznych nie jest to łatwe do osiągnięcia. W rozbudowanych i rozgałęzionych sieciach z dużą liczbą odbiorców rezystancja izolacji jest niska, a zagrożenie wzrasta.
W przypadku rozbudowanych sieci elektrycznych, zwłaszcza linii kablowych, nie można pominąć pojemności faz (CV0). Nawet przy bardzo dobrej izolacji faz (r = oo) prąd przepłynie przez człowieka przez pojemność faz, a jego wartość będzie określona wzorem:
Tak więc rozszerzone obwody elektryczne przedsiębiorstw przemysłowych o dużej pojemności są bardzo niebezpieczne, nawet przy dobrej izolacji faz.
Jeśli izolacja którejkolwiek fazy zostanie przerwana, dotknięcie sieci z izolowanym przewodem neutralnym staje się bardziej niebezpieczne niż w przypadku sieci z uziemionym przewodem neutralnym. W trybie pracy awaryjnej (Rys. 2.31, B) prąd przepływający przez osobę, która dotknęła fazy sprawnej, popłynie przez obwód ziemnozwarciowy do fazy awaryjnej, a jego wartość zostanie określona ze wzoru:
Ponieważ rezystancja obwodu D, faza awaryjna na ziemi jest zwykle niewielka, osoba będzie pod napięciem liniowym, a rezystancja powstałego obwodu będzie równa rezystancji obwodu ludzkiego ____, co jest bardzo niebezpieczne.
Z tych względów, a także ze względu na łatwość obsługi (możliwość uzyskania napięć 220 i 380 V) najczęściej stosuje się sieci czteroprzewodowe z uziemionym przewodem neutralnym na napięcie 380/220 V.
Rozważaliśmy daleko od wszystkich możliwych schematów sieci elektrycznych i opcji dotykowych. W produkcji możesz mieć do czynienia z bardziej złożonymi obwodami elektrycznymi, takimi jak uziemienie.
Aby uprościć analizę, bierzemy d A - d do= g c \u003d g, A SA= FUNT= C do = C
Jeśli osoba dotknie jednego z przewodów lub jakiegokolwiek przedmiotu podłączonego do niego elektrycznie, prąd przepłynie przez osobę, buty, podstawę, a przez izolację i pojemność przewodów przepłynie do pozostałych dwóch przewodów. W ten sposób powstaje zamknięty obwód elektryczny, w którym, w przeciwieństwie do wcześniej rozważanych przypadków, uwzględniona jest rezystancja izolacji fazowej. Ponieważ rezystancja elektryczna dobrej izolacji wynosi dziesiątki i setki kiloomów, całkowita rezystancja elektryczna obwodu jest znacznie większa niż rezystancja obwodu utworzonego w sieci z uziemionym przewodem neutralnym. Oznacza to, że prąd płynący przez osobę w takiej sieci będzie mniejszy, a dotknięcie jednej z faz sieci izolowanym punktem neutralnym jest bezpieczniejsze.
Prąd przepływający przez osobę w tym przypadku jest określony według następującego wzoru:
gdzie jest opór elektryczny obwodu ludzkiego,
co \u003d 2n - częstotliwość kołowa prądu, rad / s (dla częstotliwości przemysłowej prąd \u003d 50 Hz, a zatem co \u003d YuOl).
Jeśli pojemność faz jest mała (tak jest w przypadku nierozciągniętych sieci napowietrznych), możemy przyjąć C « 0. Wtedy wyrażenie na wielkość prądu przepływającego przez osobę przybierze postać:
Na przykład, jeśli rezystancja podłogi wynosi 30 kOhm, skórzanych butów 100 kOhm, rezystancja osoby wynosi 1 kOhm, a rezystancja izolacji fazowej wynosi 300 kOhm, prąd przepływający przez osobę (dla 380/220 V sieć) będzie równa
Osoba może nawet nie odczuwać takiego prądu.
Pytania kontrolne
1. Jakie rodzaje sieci elektrycznych są najczęściej stosowane w produkcji?
2. Podaj źródła zagrożenie porażeniem elektrycznym w produkcji.
3. Co to jest napięcie dotykowe i napięcie krokowe? Jak ich wartości zależą od odległości od miejsca, w którym prąd spływa do ziemi?
4. Jak klasyfikuje się pomieszczenia ze względu na stopień zagrożenia elektrycznego?
5. Jak prąd elektryczny wpływa na człowieka? Wymień i opisz rodzaje urazów elektrycznych.
6. Jakie parametry prądu elektrycznego decydują o sile porażenia prądem? Określ progowe wartości prądu.
7. Jaki jest najniebezpieczniejszy sposób przepływu prądu elektrycznego przez ludzkie ciało?
8. Wskaż źródła największego zagrożenia elektrycznego w miejscu pracy związanego z Twoim przyszłym zawodem.
9. Dokonać analizy zagrożeń sieci elektrycznych z uziemionym punktem neutralnym.
10. Podaj analizę niebezpieczeństwa związanego z sieciami elektrycznymi z izolowanym punktem neutralnym.
11. Jaki jest najniebezpieczniejszy kontakt dla osoby z przewodami pod napięciem?
12. Dlaczego dotykanie przedmiotów połączonych elektrycznie z ziemią (np. rury wodociągowej) podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi dramatycznie zwiększa ryzyko porażenia prądem?
13. Dlaczego podczas naprawy sprzętu elektrycznego muszę wyjąć wtyczkę z gniazdka?
14. Dlaczego muszę nosić obuwie podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi?
15. Jak można zmniejszyć ryzyko porażenia prądem?
Wielka encyklopedia ropy i gazu . Schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego
6.2.3. Schematy włączania osoby w obwód prądowy
Schematy włączenia do obwodu prądowego mogą być różne. Jednak najbardziej charakterystyczne są schematy połączeń: między dwiema fazami oraz między jedną fazą a ziemią (rys. 1). Oczywiście w drugim przypadku zakłada się, że istnieje połączenie elektryczne między siecią a ziemią.
Pierwszy obwód odpowiada stykowi dwufazowemu, a drugi jednofazowemu.
Napięcie między dwiema częściami przewodzącymi lub między częścią przewodzącą a ziemią, gdy osoba lub zwierzę dotyka ich w tym samym czasie, nazywa się napięciem dotykowym (Upr).
Dotyk dwufazowy, ceteris paribus, jest bardziej niebezpieczny, ponieważ na ciało człowieka przykładane jest największe napięcie w danej sieci - liniowe, a prąd płynący przez człowieka jest niezależny od schematu sieci, trybu neutralnego i innych czynników, ma największe znaczenie:
gdzie jest napięcie sieciowe, tj. napięcie między przewodami fazowymi sieci, V;
Uph - napięcie fazowe, tj. napięcie między początkiem i końcem jednego uzwojenia źródła prądu (transformatora lub generatora) lub między przewodami fazowymi i neutralnymi sieci, V;
Rh to opór ludzkiego ciała, Ohm.
Ryż. 6.1. Przypadki dotykania przez osobę części znajdujących się pod napięciem pod napięciem: a - przełączanie dwufazowe: b i c - przełączanie jednofazowe
Przypadki styku dwufazowego są bardzo rzadkie i nie mogą stanowić podstawy do oceny sieci pod kątem warunków bezpieczeństwa. Występują one zwykle w instalacjach do 1000 V na skutek pracy pod napięciem, stosowania niesprawnych zabezpieczeń, a także eksploatacji urządzeń z niezabezpieczonymi gołymi częściami przewodzącymi prąd (otwarte wyłączniki, niezabezpieczone zaciski transformatorów spawalniczych itp.) .).
Kontakt jednofazowy, ceteris paribus, jest mniej niebezpieczny niż kontakt dwufazowy, ponieważ prąd przepływający przez osobę jest ograniczony wpływem wielu czynników. Jednak kontakt jednofazowy występuje znacznie częściej i jest głównym schematem, w którym ludzie są ranni przez prąd w sieciach o dowolnym napięciu. Dlatego poniżej przeanalizowano tylko przypadki kontaktu jednofazowego. W tym przypadku brane są pod uwagę obie dopuszczone do użytku sieci prądu trójfazowego o napięciach do 1000 V: czteroprzewodowa z przewodem neutralnym uziemionym na stałe i trójprzewodowa z przewodem neutralnym izolowanym.
6.2.4. Sieci trójfazowe z solidnie uziemionym punktem zerowym
W trójfazowej sieci czteroprzewodowej z przewodem neutralnym bez uziemienia obliczenie napięcia dotykowego Upr i prądu Ih przepływającego przez osobę w przypadku dotknięcia jednej z faz (rys. 6.2) jest najłatwiejsze do wykonać metodą symboliczną (złożoną).
Rozważmy najbardziej ogólny przypadek, gdy rezystancja izolacji przewodów, jak również pojemność przewodów względem ziemi, nie są sobie równe, tj.
r1 ≠ r2 ≠ r3 ≠ rn; С1 ≠ С2 ≠ С3 ≠ Сн ≠ 0,
gdzie r1, r2, r3, rн - rezystancja izolacji fazy L i zerowych (połączonych) drutów PEN, Ohm;
C1, C2, C3, Cn - pojemności rozproszone przewodu fazowego L i neutralnego (kombinowanego) PEN względem ziemi, F.
Wtedy całkowite przewodnictwo przewodów fazowych i neutralnych względem ziemi w postaci złożonej będzie wynosić:
gdzie w jest częstotliwością kątową, rad/s;
j jest jednostką urojoną równą ().
Ryż. 6.2. Osoba dotykająca podczas normalnej pracy przewodu fazowego trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym przewodem neutralnym: a - schemat sieci; b - obwód równoważny; L1, L2, L3, - przewody fazowe; PEN - przewód neutralny (kombinowany).
Całkowite przewodności uziemienia przewodu neutralnego i ciała ludzkiego są odpowiednio równe
gdzie r0 jest neutralną rezystancją uziemienia, Ohm.
Pojemnościowy składnik przewodnictwa ludzkiego można pominąć ze względu na jego niewielką wartość.
Kiedy osoba dotknie jednej z faz, na przykład przewodu fazowego L1, napięcie, pod którym zostanie określony przez wyrażenie
Prąd można znaleźć według wzoru
gdzie jest zespolone napięcie fazy 1 (napięcie fazowe), V;
Zespolone napięcie między punktem zerowym źródła prądu a ziemią (między punktami 00 w równoważnym obwodzie).
Korzystając ze znanej metody dwuwęzłowej, można to wyrazić następująco:
Mając to na uwadze dla symetrycznego układu trójfazowego
gdzie Uf - napięcie fazowe źródła (modułu), V;
a jest operatorem fazowym uwzględniającym przesunięcie fazowe, gdzie
będziemy mieli równość
Podstawiając tę wartość do (6.1), otrzymujemy pożądane równanie napięcia dotykowego w złożonej postaci, działającej na osobę, która dotknęła przewodu fazowego L1 trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym punktem zerowym:
Prąd przepływający przez osobę otrzymamy, jeśli pomnożymy to wyrażenie przez Yh:
W normalnym trybie pracy sieci przewodność przewodów fazowych i neutralnych względem ziemi w porównaniu z przewodnością uziemienia neutralnego ma bardzo małe wartości i przy pewnym założeniu może być równa zeru, tj.
Y1 = Y2 = Y3 = Yn = 0
W tym przypadku równania (6.2) i (6.3) stają się znacznie prostsze. Tak więc napięcie dotykowe będzie
lub (w prawdziwej postaci)
a prąd jest
Zgodnie z wymaganiami PUE, wartość rezystancji r0 nie powinna przekraczać 8 omów, natomiast rezystancja ciała ludzkiego Rh nie spada poniżej kilkuset omów. Zatem bez dużego błędu w równaniach (6.4) i (6.5) możemy pominąć wartość r0 i przyjąć, że gdy człowiek dotknie jednej z faz trójfazowej sieci czteroprzewodowej z uziemionym punktem zerowym, osoba jest praktycznie pod napięciem fazowym Uph, a przepływający przez niego prąd jest równy ilorazowi dzielenia Uph przez Rh.
Kolejny wniosek wynika z równania (6.5): prąd przepływający przez osobę, która podczas normalnej pracy dotknęła fazy trójfazowej sieci czteroprzewodowej z uziemionym punktem neutralnym praktycznie nie zmienia się wraz ze zmianą rezystancji i pojemności izolacji przewodności względem ziemi, przy założeniu, że pełne przewodności przewodów względem ziemi są bardzo małe w porównaniu z przewodnictwem uziemienia przewodu neutralnego sieci.
W takim przypadku znacznie zwiększa się bezpieczeństwo rezystancji butów, gleby (podłogi) i innych rezystancji w obwodzie elektrycznym człowieka.
Martwe zwarcie do masy w sieci z solidnie uziemionym punktem neutralnym ma niewielki wpływ na zmianę napięcia faz względem ziemi.
W trybie awaryjnym, gdy jedna z faz sieci, np. przewód fazowy L3 (rys. 6.3, a), jest zwarta do ziemi przez stosunkowo małą rezystancję czynną rzm, a osoba dotyka przewodu fazowego L1, równanie (6.2) przyjmie następującą postać:
Tutaj również zakładamy, że Y1, Y2 i Yn są małe w porównaniu do Y0, tj. równa zero.
Po dokonaniu odpowiednich przekształceń i uwzględnieniu tego
uzyskać napięcie dotykowe w postaci rzeczywistej
Aby uprościć to wyrażenie, załóżmy, że
W rezultacie ostatecznie otrzymujemy, że napięcie Upr jest równe
Prąd przepływający przez osobę jest określony wzorem
Ryż. 6.3. Osoba dotykająca przewodu fazowego trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym przewodem neutralnym w trybie awaryjnym: a - schemat sieci; b - wektorowy schemat napięcia.
Rozważmy dwa typowe przypadki.
Jeśli rezystancja przewodów do ziemi rzm zostanie uznana za równą zeru, to równanie (6.6) przyjmie postać
Dlatego w tym przypadku osoba będzie pod wpływem liniowego napięcia sieci.
2. Jeżeli przyjmiemy, że rezystancja uziemienia przewodu neutralnego r0 jest równa zeru, to z równania (6.6) otrzymujemy, że Unp = Uf, tj. napięcie, pod którym będzie znajdowała się osoba, będzie równe napięciu fazowemu.
Jednak w praktycznych warunkach rezystancja rzm i r0 jest zawsze większa od zera, dlatego napięcie, przy którym człowiek dotyka roboczego przewodu fazowego sieci trójfazowej z uziemionym punktem neutralnym w stanie awaryjnym jest zawsze mniejsze od liniowego, ale więcej niż faza, tj.
> Upr > Uf. (6,8)
Położenie to ilustruje diagram wektorowy pokazany na ryc. 6.3, b i odpowiadające rozpatrywanemu przypadkowi. Należy zauważyć, że wniosek ten wynika również z równania (6.6). Zatem dla małych wartości rw i r0 w porównaniu do Rh pierwszy wyraz w mianowniku można pominąć. Wtedy ułamek dla dowolnych stosunków rg i r0 będzie zawsze większy od jedności, ale mniejszy, tj. otrzymujemy wyrażenie (6.8).
Studfiles.net
Analiza zagrożenia porażeniem elektrycznym w różnych sieciach elektrycznych
Przepływ prądu przez człowieka jest konsekwencją dotknięcia przez niego co najmniej dwóch punktów obwodu elektrycznego, pomiędzy którymi występuje pewna różnica potencjałów (napięć).
Niebezpieczeństwo takiego dotyku jest niejednoznaczne i zależy od wielu czynników:
schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego;
napięcie sieciowe;
schematy samej sieci;
tryb neutralny sieci;
stopień izolacji części przewodzących prąd od ziemi;
pojemność części przewodzących prąd względem ziemi.
Klasyfikacja sieci o napięciu do 1000 V
Sieci jednofazowe
Sieci jednofazowe dzielą się na dwuprzewodowe i jednoprzewodowe.
Dwuprzewodowy
Sieci dwuprzewodowe dzielą się na izolowane od ziemi i z uziemionym przewodem.
Ziemia odizolowana
z przewodem uziemiającym
Sieci te są szeroko stosowane w gospodarce narodowej, począwszy od niskonapięciowego zasilania narzędzi przenośnych, a skończywszy na zasilaniu potężnych odbiorników jednofazowych.
Pojedynczy drut
W przypadku sieci jednoprzewodowej rolę drugiego przewodu pełni uziemienie, szyna itp.
sieć jednofazowa. pojedynczy drut |
Sieci te są wykorzystywane głównie w transporcie zelektryfikowanym (lokomotywy elektryczne, tramwaje, metro itp.).
Sieci trójfazowe
W zależności od trybu neutralnego źródła prądu i obecności przewodu neutralnego lub neutralnego można wykonać cztery schematy.
Punkt neutralny źródła prądu to punkt, w którym napięcia względem wszystkich faz są takie same w wartości bezwzględnej.
Punkt zerowy źródła prądu jest uziemionym punktem neutralnym.
Przewód podłączony do punktu neutralnego nazywany jest przewodem neutralnym (neutralnym), a do punktu zerowego - przewodem neutralnym.
1. Sieć trójprzewodowa z izolowanym przewodem neutralnym
2. Siedzenie trójprzewodowe z uziemionym punktem neutralnym
3. Sieć czteroprzewodowa z izolowanym przewodem neutralnym
4. Sieć czteroprzewodowa z uziemionym przewodem neutralnym
Przy napięciach do 1000 V w naszym kraju stosowane są obwody „1” i „4”.
Schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego
Dotyk dwufazowy - między dwiema fazami sieci elektrycznej. Z reguły najbardziej niebezpieczne, ponieważ występuje napięcie sieciowe. Jednak te przypadki są dość rzadkie.
Kontakt jednofazowy - między fazą a ziemią. Zakłada to istnienie połączenia elektrycznego między siecią a ziemią.
Więcej informacji na temat schematów włączania osoby do łańcucha można znaleźć w Dolin P.A. Podstawy bezpieczeństwa w instalacjach elektrycznych.
Sieci jednofazowe
ziemia izolowana
Im lepsza izolacja przewodów względem ziemi, tym mniejsze niebezpieczeństwo kontaktu jednofazowego z przewodem. Dotykanie osoby przewodem o wysokiej rezystancji izolacji elektrycznej jest bardziej niebezpieczne.
Gdy przewód jest zwarty do masy, osoba dotykająca pracującego przewodu znajduje się pod napięciem równym prawie pełnemu napięciu linii, niezależnie od rezystancji izolacji przewodów.
z przewodem uziemiającym
W takim przypadku osoba jest prawie pod pełnym napięciem sieci.
W normalnych warunkach dotknięcie uziemionego przewodu praktycznie nie jest niebezpieczne.
W przypadku zwarcia napięcie na uziemionym przewodzie może osiągnąć niebezpieczne wartości.
Sieci trójfazowe
Z izolowanym przewodem neutralnym
Niebezpieczeństwo dotknięcia jest określone przez całkowitą rezystancję elektryczną przewodów względem ziemi, wraz ze wzrostem rezystancji niebezpieczeństwo dotknięcia maleje.
Napięcie dotykowe jest prawie równe napięciu sieciowemu. Najbardziej niebezpieczny przypadek.
z uziemionym punktem neutralnym
W takim przypadku osoba jest praktycznie pod napięciem fazowym sieci.
Wartość napięcia dotykowego leży pomiędzy napięciami liniowymi i fazowymi, w zależności od stosunku rezystancji zwarcia doziemnego do rezystancji doziemnej.
Środki zapewniające bezpieczeństwo elektryczne
Wykluczenie kontaktu człowieka z częściami przewodzącymi prąd. Realizuje się to poprzez umieszczanie części przewodzących prąd w miejscach niedostępnych (na wysokości, w kanałach kablowych, kanałach, rurach itp.)
Stosowanie niskich napięć (12, 24, 36 V). Na przykład do zasilania narzędzi ręcznych w pomieszczeniach o podwyższonym ryzyku porażenia prądem.
Stosowanie osobistego wyposażenia ochronnego. Przed użyciem ŚOI należy upewnić się, że są one w dobrym stanie, integralności, a także sprawdzić termin poprzedniej i późniejszej legalizacji przyrządu.
Podstawowe wyposażenie ochronne zapewnia natychmiastową ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym. Dodatkowe wyposażenie ochronne samo w sobie nie zapewni bezpieczeństwa, ale może pomóc przy korzystaniu z wyposażenia podstawowego.
- Uziemienie ochronne - celowe połączenie elektryczne metalowych części nieprzewodzących prądu, które mogą być pod napięciem z ziemią lub jej odpowiednikiem (popularne o uziemieniu na geektimes.ru).
W sieciach do 1000 V uziemienie ochronne stosuje się w sieciach z izolowanym punktem neutralnym.Zasada działania polega na obniżeniu napięcia dotykowego do bezpiecznej wartości.
Gdy uziemienie nie jest możliwe, w celach ochronnych wyrównuje się potencjał podstawy, na której stoi osoba i sprzęt, przez podniesienie. Na przykład podłączenie kosza naprawczego do przewodu fazowego linii elektroenergetycznej.
Przewody uziemiające dzielą się na: a. Sztuczny, przeznaczony bezpośrednio do celów uziemiających. B. Naturalne metalowe przedmioty w ziemi do innych celów, które
jurik-phys.net
Schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego
Podczas eksploatacji instalacji elektrycznych nie jest wykluczona możliwość dotknięcia części znajdujących się pod napięciem. W większości przypadków niebezpieczny kontakt z przewodzącą prąd ma miejsce, gdy osoba stoi na ziemi i ma na sobie buty. P ma pewną przewodność elektryczną.
W warunkach kompleksu turystycznego. Najbardziej typowe dwa schematy włączania ciała ludzkiego do obwodu elektrycznego to: Między dwoma przewodami 1 między przewodem a masą. W trójfazowych sieciach prądu przemiennego pierwszy obwód nazywa się przełączaniem dwufazowym, a drugi jednofazowym. W branży hotelarskiej, oprócz trójfazowych sieci prądu przemiennego, jednofazowe sieci prądu przemiennego są szeroko stosowane do zasilania różnych urządzeń gospodarstwa domowego (odkurzacze, lodówki, żelazka).
Schemat włączenia osoby do jednofazowej sieci dwuprzewodowej odizolowanej od ziemi pokazano na ryc. 41
Rys. 41. Osoba dotykająca przewodu jednofazowej sieci dwuprzewodowej w trybie jej pracy: a - normalny b - awaryjny. A, N - oznaczenie przewodów
Podobne sieci uzyskano za pomocą transformatorów izolujących. W normalnych warunkach pracy, gdy przewody są dobrze izolowane, dotknięcie jednego z przewodów zmniejsza ryzyko porażenia prądem.
W trybie awaryjnym (ryc. 41, b), gdy jeden z drutów jest zwarty do masy, izolacja jest bocznikowana przez rezystancję drutu do ziemi, która jak zawsze jest tak mała, że można ją przyjąć równą zeru . Aby utworzyć jednofazowe sieci dwuprzewodowe z przewodem uziemiającym, stosuje się transformatory jednofazowe i uzyskanie napięcia 220. Sieci międzyfazowe są podłączone do przewodów fazowych i neutralnych. W obu przypadkach powstaje obwód elektryczny, którego jednym z odcinków jest ludzkie ciało. Obecna droga przez ciało człowieka w pierwszym przypadku może być „ramię – noga”, aw drugim – „ramię – ramię”. Obecna „noga – noga noga”.
Sieci trójfazowe czteroprzewodowe z uziemionym punktem zerowym. Przy dotyku dwufazowym (dwubiegunowym) osoba znajduje się pod pełnym napięciem roboczym instalacji. Przy styku jednobiegunowym, co zdarza się częściej, prąd zależy nie tylko od napięcia instalacji i rezystancji ciała ludzkiego, ale także od trybu zerowego, stanu izolacji sieci, podłogi i buty osoby.
Rozważ cechy różnych sieci elektrycznych. W kompleksie turystycznym znajdują się cztery sieci przewodowe ze szczelnie uziemionym przewodem neutralnym o napięciu do 1000,0 V, np. 380/220. B. Źródłem zasilania jest trójfazowy transformator obniżający napięcie, którego uzwojenia wtórne są połączone „gwiazdą”.Przewód zerowy uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie (na przykład 1000/400 V). jest ściśle uziemiony, co określa tryb, w którym napięcie dowolnej fazy sieci wtórnej względem ziemi nie przekracza napięcia fazowego, tj. dla transformatora o napięciu 400, V będzie to nie więcej niż 230, V (dla konsumenta 220, V). Ponadto w przypadku uszkodzenia izolacji między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, gdy przewód neutralny jest uziemiony Wysokie napięcie, trafia do sieci wtórnej w stosunku do ziemi, jest znacznie zmniejszona ze względu na niską rezystancję uziemienia przewodu neutralnego (2.4.8. Ohm lub więcej dla napięć 660, 380 i 220. W sieci trójfazowej (Gosstandart 121030-81 ) 0-81)) .
Uproszczony schemat wyjaśniający jednobiegunowe dotknięcie osoby do sieci czteroprzewodowej z uziemieniem punktu zerowego źródła zasilania (transformatora lub generatora) pokazano na rysunku 42
Ryc. 42. Jednofazowe włączenie osoby do sieci z dobrze uziemionym punktem zerowym źródeł zasilania (transformator)
Ze względu na małą rezystancję prądu rozprzestrzeniania się uziemienia roboczego przewodu neutralnego w porównaniu z rezystancją ciała człowieka jest ona równa zeru. Dotknięcie osoby stojącej na ziemi (lub na uziemionej konstrukcji, podłodze) powoduje zamknięcie obwodu elektrycznego: uzwojenie źródła zasilania - przewód linii - ciało człowieka - uziemienie - przewód ?? - uziemienie robocze - uzwojenie źródła. W odcinku obwodu „ciała ludzkiego” oddziałuje na niego napięcie fazowe sieci 220 V. Jeżeli jednocześnie buty danej osoby przewodzą prąd elektryczny, to podłoga lub konstrukcja, na której ona stoi, również będzie elektrycznie przewodząca przewodzący, a prawie całe napięcie zostanie przyłożone do osoby w drodze do „ramię - nogi”. Jeśli w niesprzyjających warunkach rezystancja ludzkiego ciała wynosi 1000 omów, wówczas przepłynie przez nią prąd równy 220 mA , co jest dla niego zabójcze. Jeśli opór butów i podłogi w sumie okaże się równy oporowi ludzkiego ciała, to przepływający przez nie prąd będzie mniejszy. Na przykład przy dużej rezystancji odcinka „buty – podłoga” (10 000 omów) prąd płynący przez człowieka wyniesie 20 mA, co jest znacznie mniej niebezpieczne, ale powoduje ból, konwulsje, a w niektórych przypadkach niezdolność do ofierze uwolnić się spod działania prądu. Dowodzi to, że jednofazowe dotknięcie osoby do sieci z dobrze uziemionym punktem neutralnym jest zawsze bezpieczne.
W praktyce eksploatacji instalacji elektrycznych mogą wystąpić przypadki zwarć doziemnych części przewodzących prąd, np. poprzez obudowę odbiornika elektrycznego lub metalową konstrukcję instalacji elektrycznej. Jeśli takie zwarcie okaże się głuche, czyli małą rezystancją przejściową, to instalacja jest wyłączana przez zwarcie jednofazowe przy maksymalnym zabezpieczeniu strumienia (przepala się bezpiecznik lub wyłącza się automat) . Następnie przywracana jest normalna praca drugiej sieci elektrycznej.
Maksymalne dopuszczalne poziomy napięć i prądów dotykowych podczas awaryjnego działania przemysłowych i domowych instalacji elektrycznych w kompleksach turystycznych o napięciu do 1000,V i częstotliwości 50,Hz nie powinny przekraczać wartości podanych w Tabeli 41 (Gosstandart 121038-82- 82).
stoły 41
Maksymalne dopuszczalne poziomy napięcia i prądu dotykowego
Znormalizowana wartość | Bieżący czas trwania, s | Znormalizowana wartość |
|||
Sieci trójfazowe z przewodem neutralnym odizolowanym od ziemi
Umieszczenie energii elektrycznej na drugim etapie zasilania przedsiębiorstw przemysłowych, miast i wsi odbywa się za pomocą linii kablowych (w miastach) lub napowietrznych (na wsiach) przy napięciu znamionowym odbiorników elektrycznych (transformatory obniżające przedsiębiorstwa, obszary mieszkalne) przy 6 10 lub 35 kV. Te sieci elektryczne są wykonane z neutralnymi izolowanymi od ziemi I fazami źródeł zasilania (transformatorami regionalnych stacji elektroenergetycznych) lub neutralnymi uziemionymi przez znaczne rezystancje indukcyjne, są włączane w celu zmniejszenia pojemności prądowych elementów pojedynczego zwarcie doziemne fazy.
W przypadku zwarcia doziemnego jednofazowego w sieci z przewodem neutralnym odizolowanym od ziemi, w miejscu zwarcia doziemnego płynie prąd, który jest spowodowany napięciem roboczym instalacji i przewodnością faz względem ziemi
sieci z izolowanym punktem neutralnym są dość skuteczne ze względu na ich stosunkowo niewielką długość. W tym przypadku możemy przyjąć, że pojemność przewodów względem ziemi wynosi zero, a rezystancja przewodów jest wystarczająco duża
Rysunek 43 pokazuje włączenie osoby do sieci trójfazowych z izolowanym punktem neutralnym
Rysunek 43. Człowiek dotykający przewodu trójfazowej sieci 3-przewodowej z izolowanym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy: AV,. C - oznaczenie drutu
W sieciach z izolowanym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy niebezpieczeństwo porażenia prądem osoby przy dotknięciu jednej z faz zależy od rezystancji przewodu względem ziemi, tj. wraz ze wzrostem oporu niebezpieczeństwo maleje.
Uziemienie ochronne jest jednym ze środków ochrony przed porażeniem elektrycznym osoby podczas dotykania metalowych części nieprzewodzących prądu z uszkodzoną izolacją (na przykład zwarcie do obudowy). Celem tego uziemienia jest celowe wykonanie połączenia elektrycznego z ziemią lub. TI jest odpowiednikiem metalowych części nieprzewodzących prądu, które mogą być zasilane za pomocą uziemionych urządzeń (połączenie elektrody uziemiającej i przewodów uziemiających). Jedna lub więcej metalowych elektrod (na przykład stalowych prętów, rur), które znajdują się w ziemi, służy jako przewód uziemiający, zapewniając wystarczająco niską rezystancję przejściową. Rezystancja uziemionego urządzenia nazywana jest rezystancją całkowitą, składającą się z rezystancji prądowej elektrody uziemiającej i rezystancji uziemionego przewodu.
Rozważ działanie uziemienia ochronnego. Jeżeli korpus silnika elektrycznego (aparat z powłoką kablową) nie ma niezawodnego połączenia z ziemią i w wyniku uszkodzenia izolacji ma kontakt z częścią przewodzącą u, wówczas jednofazowe włączenie osoby w prąd nastąpi obwód.
W sieci, gdy wystąpi zwarcie doziemne, występuje jednofazowe zwarcie doziemne
Ze względu na stosunkowo mały prąd, który płynie do ziemi, ustawienie zabezpieczenia nie wyłączy się i będzie kontynuowało pracę w trybie awaryjnym. Ale prąd przepływa przez korpus maszyny lub aparatu z uszkodzoną izolacją i pojawi się napięcie między korpusem 1 a ziemią względem ziemi (ryc. 44.4).
Rysunek 44. Zwarcie do obudowy silnika elektrycznego podłączonego do sieci z izolowanym punktem neutralnym
Osoba narażona na napięcie dotykowe może być znacząca i zależy od tego, gdzie znajdują się stopy tej osoby, a także od przewodności elektrycznej (oporu) butów. Jak zawsze, napięcie dotykowe jest mniejsze niż napięcie uziemienia.
Zatem wielkość wartości napięcia uziemionej obudowy względem ziemi, a co za tym idzie napięcie dotykowe, zależy od rezystancji uziemienia, a napięcie dotykowe zależy od rezystancji uziemionego urządzenia. Aby napięcie stykowe było jak najniższe, konieczna jest niska rezystancja uziemionego urządzenia instalacji elektrycznej.Nie należy uziemiać przy napięciu 42,V i niższym AC 1110 V i niższym DC we wszystkich pomieszczeniach i warunki pracy bez zwiększonego zagrożenia.
Części urządzeń elektrycznych do uziemienia. Uziemieniu podlegają: obudowy maszyn elektrycznych, transformatorów, urządzeń; napędy urządzeń elektrycznych i uzwojenia wtórne transformatorów spawalniczych; ramy tablic rozdzielczych, tablic sterowniczych, szaf oświetleniowych i zasilających; metalowe konstrukcje rozproszonych urządzeń linii kablowych. Uziemieniu nie podlegają: mocowania izolatorów podwieszanych i wsporczych; wsporniki i oprawy oświetleniowe w przypadku montażu na drewnianych wspornikach i konstrukcjach; sprzęt elektryczny, który jest zainstalowany na metalowych konstrukcjach uziemionych, jeżeli w miejscach styku z nimi metalowe nieprzewodzące prąd części sprzętu elektrycznego mają niezawodny kontakt elektryczny. Obudowy elektrycznych przyrządów pomiarowych i przekaźników instalowanych na tablicach, w szafach również nie podlegają uziemieniu 1. Ściana komór rozdzielnicy; obudowy odbiorników elektrycznych z podwójną lub wzmocnioną izolacją, np. wiertarki elektryczne, pralki, golarka elektryczna
zamulanie w instalacjach i sieciach elektrycznych o napięciu do 1000 V to celowe połączenie elektryczne metalowych nieprzewodzących elementów instalacji, normalnie odizolowanych od części pod napięciem, które nie są pod napięciem (obudowy urządzeń elektrycznych, konstrukcje kablowe), z zerowy przewód ochronny.
Zerowy przewód ochronny w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000. V to przewód łączący zerowane części (obudowy urządzeń elektrycznych) z mocno uziemionym punktem zerowym uzwojenia źródła prądu (generatora lub transformatora) lub jego odpowiednika (GOST 121030- 811. Norma stanowa 121009-76-76).
W instalacjach elektrycznych ze szczelnie uziemionym przewodem neutralnym, w przypadku zwarcia do uziemionych metalowych konstrukcyjnych przewodów niestrumieniowych, należy zapewnić samoczynne wyłączenie urządzeń przed uszkodzeniem. Jenny jest izolowana, ponieważ powoduje to zwarcie jednofazowe.
Zerowe przewody ochronne są uziemiane bezpośrednio w źródłach zasilania, tj. w podstacjach lub elektrowniach. Oprócz głównego uziemienia roboczego przewodu neutralnego konieczne jest ponowne uziemienie przewodu neutralnego w sieci, co zmniejsza rezystancję uziemienia neutralnego i służy jako masa rezerwowa w przypadku przerwy w przewodzie neutralnym (rys. 45,5).
Ryc. 45. Schemat ideowy zamulenia ochronnego: 1 - instalacja elektryczna, 2 - maksymalna ochrona strugi
Ponowne uziemienie na liniach napowietrznych odbywa się co 250 m ich długości, na ich końcach, na odgałęzieniach i odgałęzieniach z sieci linii wysokiego napięcia o długości odgałęzień o 200 m 1 więcej, a także na wejściach napowietrznych linie. Budin.
Z zasilaniem liniami kablowymi o napięciu 380/220. Przy ponownym uziemieniu przewodu neutralnego przeprowadza się go we wprowadzeniu do pomieszczenia, w którym znajduje się urządzenie do uziemiania urządzeń elektrycznych, wśród tych pomieszczeń musi znajdować się przewód uziemiający przewodu neutralnego, do którego podłączone są obiekty odpowiednie do uziemienia.
Do ponownego uziemienia przewodu neutralnego należy w miarę możliwości stosować naturalne przewody uziemiające, z wyjątkiem sieci prądu stałego, gdzie ponowne uziemianie powinno odbywać się wyłącznie przy użyciu mechanicznych przewodów uziemiających. Rezystancja urządzenia uziemiającego każdego z powtarzających się uziemień nie powinna przekraczać 10. Vm.
Biorąc pod uwagę, że prąd przepływa przez przewód neutralny, nawet przy nierównomiernym obciążeniu, znacznie mniejszy niż w przewodach fazowych, przekrój zerowego przewodu roboczego dla czterech linii wiodących jest wybierany jako w przybliżeniu równy. Połowa przekroju przewodów fazowych. W odgałęzieniach jednofazowych z sieci przejście fazy przez zero przewodu neutralnego musi być takie samo jak przewodu fazowego, ponieważ przepływa przez niego prąd równy prądowi przewodu fazowego.
Rezystancja przewodów uziemionych musi być tak mała, aby w przypadku zwarcia fazy do obudowy prąd zwarcia jednofazowego był wystarczający do bezzwłocznego zadziałania zabezpieczenia nadprądowego wg nr. PUE prądu obwodu zerowego przy zwarciu do obudowy nie może być mniejszy niż 3-krotność prądu znamionowego odpowiedniego bezpiecznika.
Przy zabezpieczaniu instalacji elektrycznej wyłącznikiem automatycznym przewody neutralne dobiera się tak, aby w pętlach faza-zero był zapewniony prąd zwarciowy, który nie przekracza 1,4-krotnie prądu włączenia wyłącznika sterującego.
W dwóch wiodących gałęziach, faza zerowa, zasilająca jednofazowe odbiorniki elektryczne, urządzenie zabezpieczające (bezpiecznik, przełączniki jednobiegunowe) jest instalowane tylko na przewodzie fazowym, jeśli w tej alkalizacji vidgal znajdują się części, które podlegają zerowaniu. Ze względów bezpieczeństwa elektrycznego podczas montażu wkładów lampowych przewód fazowy jest podłączony do centralnego styku wkładu (pięta), a przewód zerowy jest podłączony do gwintowanej części wkładu. Zapobiegnie to wypadkowi, jeśli podstawa lampy zostanie przypadkowo dotknięta (na przykład podczas wymiany) bez odłączenia od sieci. Podczas zerowania do podświetlanych opraw należy odłączyć od przewodu neutralnego oddzielną gałąź i nie stosować do tego celu przewodzącego przewodu neutralnego.
uchebnikirus.com
Prezentacja na temat: RODZAJE SIECI ELEKTRYCZNYCH
Uziemienie 01 jest generalnie przewodnikiem ekwipotencjalnym.
UAZ UVZ UСЗ - napięcia fazowe względem ziemi.
a - operator fazowy układu trójfazowego z uwzględnieniem przesunięcia fazowego
Parametry elektryczne charakteryzujące połączenie sieci z ziemią:
rezystancja izolacji,
pojemność gruntu,
grunt.
ODPORNOŚĆ IZOLACJI
R i - wskaźnik zdolności struktur izolacyjnych do przepuszczania prądu elektrycznego pod działaniem stałego napięcia przyłożonego do tych struktur
POJEMNOŚĆ DO UZIEMIENIA
Możliwe schematy włączenia osoby do obwodu elektrycznego
1. Dwubiegunowy dotyk.
2. Dotyk jednobiegunowy.
3. Opłata rezydualna.
5. Awaria elektryczna szczeliny powietrznej.
6. Ładunek indukowany.
7. Ładunek elektryczności statycznej.
Studfiles.net
Schemat - włączenie - człowiek
Schemat - włączenie - człowiek
Strona 1
Schematy włączania osoby do obwodu prądowego mogą być różne.
Schematy włączania osoby do obwodu prądowego mogą być różne. Najbardziej charakterystyczne są jednak dwa z nich: między dwoma przewodami oraz między przewodem a masą. W odniesieniu do najpopularniejszych trójfazowych sieci prądu przemiennego pierwszy obwód jest zwykle nazywany przełączaniem dwufazowym, a drugi - jednofazowym.
Schematy włączania osoby do obwodu prądowego mogą być różne. Najbardziej charakterystyczne są jednak dwa z nich: między dwoma przewodami oraz między przewodem a masą.
na ryc. 4.13 pokazuje schemat włączenia osoby do sieci jednofazowej z izolowanym punktem neutralnym.
Napięcie dotykowe zależy od napięcia sieci, jej obwodu, trybu neutralnego, obwodu włączania osoby w obwód elektryczny, stopnia izolacji części przewodzących prąd od ziemi.
Kontakt jednofazowy (jednobiegunowy) występuje znacznie częściej niż dwufazowy, dlatego główny nacisk położono na ten schemat podłączenia osoby do sieci elektrycznej.
W warunkach warsztatów technologicznych napięcie styku zależy od napięcia sieci, jej obwodu, trybu neutralnego, obwodu do podłączenia osoby do obwodu elektrycznego oraz stopnia izolacji części przewodzących prąd od ziemi.
W warunkach warsztatów technologicznych napięcie dotykowe zależy od napięcia sieciowego, jego obwodu, trybu neutralnego, obwodu do podłączenia osoby do obwodu, stopnia izolacji części przewodzących prąd od ziemi. Opór obwodu elektrycznego człowieka obejmuje opór ciała człowieka, opór butów, podłogi lub podłoża, na którym stoi. Przy każdym jednofazowym włączeniu osoby do obwodu dotyka ona podłogi lub ziemi, więc rezystancja powierzchni nośnej znacząco wpływa na wartość prądu przepływającego przez osobę. Jednocześnie podczas eksploatacji urządzeń nie można w pełni polegać na właściwościach ochronnych powierzchni nośnych, które w przypadku uszkodzenia mogą utracić rezystancję elektryczną, która w stanie normalnym jest bardzo wysoka.
Schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego mogą być dwubiegunowe i jednobiegunowe.
Instalacje elektryczne wytwarzają, przetwarzają, rozprowadzają i zużywają energię elektryczną. Podczas ich działania człowiek może znaleźć się w polu elektromagnetycznym lub w bezpośrednim kontakcie z częściami przewodzącymi prąd, w wyniku czego przez jego ciało przepłynie prąd elektryczny. Może to prowadzić do obrażeń ciała. Niebezpieczeństwo porażki zależy od wielkości prądu, czasu ekspozycji, rodzaju prądu (stałego lub przemiennego), częstotliwości, ścieżki prądu (schematy podłączenia osoby do obwodu elektrycznego), środowiska i wielu innych czynniki.
Strony: 1
www.ngpedia.ru
Analiza zagrożenia porażeniem elektrycznym w różnych sieciach elektrycznych. bezpieczeństwo elektryczne
Przypadki porażenia prądem elektrycznym są możliwe tylko wtedy, gdy obwód elektryczny jest zamknięty przez ciało człowieka lub innymi słowy, gdy osoba dotknie co najmniej dwóch punktów obwodu, między którymi występuje napięcie.
Niebezpieczeństwo takiego dotknięcia, oszacowane na podstawie wielkości prądu przepływającego przez ludzkie ciało lub napięcia dotyku, zależy od wielu czynników: obwodu do podłączenia osoby do obwodu, napięcia sieciowego, obwód samej sieci, tryb jej neutralności, stopień izolacji części przewodzących prąd od ziemi, a także od wartości pojemności części przewodzących prąd względem ziemi itp.
Schematy włączania osoby do łańcucha mogą być różne. Jednak najbardziej charakterystyczne są dwa schematy przełączania: między dwoma przewodami oraz między jednym przewodem a masą (ryc. 68). Oczywiście w drugim przypadku zakłada się, że istnieje połączenie elektryczne między siecią a ziemią.
W odniesieniu do sieci prądu przemiennego pierwszy obwód jest zwykle nazywany przełączaniem dwufazowym, a drugi - jednofazowym.
Przełączanie dwufazowe, czyli osoba dotykająca jednocześnie dwóch faz, z reguły jest bardziej niebezpieczna, ponieważ najwyższe napięcie w tej sieci przykładane jest do ludzkiego ciała - liniowe, a zatem przez osoba:
gdzie Ih jest prądem przepływającym przez ludzkie ciało, A; UL \u003d √3 Uf - napięcie liniowe, tj. napięcie między przewodami fazowymi sieci, V; Uf - napięcie fazowe, czyli napięcie między początkiem a końcem jednego uzwojenia (lub między przewodem fazowym a przewodem neutralnym), V.
Ryż. 68. Przypadki włączenia osoby w obwód prądowy: a - włączenie dwufazowe; b, c - wtrącenia jednofazowe
Łatwo sobie wyobrazić, że przełączanie dwufazowe jest równie niebezpieczne w sieci z izolowanymi i uziemionymi przewodami neutralnymi.
W przypadku podłączenia dwufazowego niebezpieczeństwo obrażeń nie zmniejszy się, nawet jeśli osoba jest niezawodnie odizolowana od podłoża, tj. jeśli ma na nogach gumowe kalosze lub buty lub stoi na izolującej (drewnianej) podłodze lub na dielektryku mata.
Przełączanie jednofazowe występuje znacznie częściej, ale jest mniej niebezpieczne niż przełączanie dwufazowe, ponieważ napięcie, pod którym znajduje się dana osoba, nie przekracza pierwszej fazy, czyli 1,73 razy mniej niż liniowe. W związku z tym prąd przepływający przez osobę jest mniejszy.
Ponadto na wartość tego prądu wpływa również tryb neutralny źródła prądu, rezystancja izolacji i pojemność przewodów względem ziemi, rezystancja podłogi, na której stoi osoba, rezystancja jego butów, i kilka innych czynników.
W trójfazowej sieci trójprzewodowej z izolowanym przewodem neutralnym prąd przepływający przez osobę dotykającą jednej z faz sieci podczas jej normalnej pracy (ryc. 69, a) jest określony przez następujące wyrażenie w złożony forma (A):
gdzie Z jest złożoną impedancją jednej fazy względem ziemi (Ohm):
tutaj r i C to odpowiednio rezystancja izolacji drutu (Ohm) i pojemność drutu (F) względem ziemi (dla uproszczenia są one takie same dla wszystkich przewodów sieci).
Ryż. 69. Dotykanie osoby przewodem trójfazowej sieci trójprzewodowej z izolowanym przewodem neutralnym: a - w trybie normalnym; b - w trybie awaryjnym
Prąd w postaci rzeczywistej to (A):
, (35)Jeżeli pojemność przewodów względem ziemi jest mała, tj. C = 0, co zwykle ma miejsce w sieciach napowietrznych o małej długości, to równanie (35) przyjmie postać
, (36)Jeżeli pojemność jest duża, a przewodność izolacji jest znikoma, tj. r ≈ ∞, co zwykle ma miejsce w sieciach kablowych, to zgodnie z wyrażeniem (35) prąd płynący przez osobę (A) będzie wynosił:
, (37)gdzie xc \u003d 1 / wC - pojemność, Ohm.
Z wyrażenia (36) wynika, że w sieciach z izolowanym przewodem neutralnym, które mają znikomą pojemność między przewodami a ziemią, niebezpieczeństwo dotknięcia jednej z faz podczas normalnej pracy sieci zależy od rezystancji druty względem ziemi: wraz ze wzrostem oporu zmniejsza się niebezpieczeństwo.
Dlatego bardzo ważne jest zapewnienie wysokiej rezystancji izolacji w takich sieciach i monitorowanie jej stanu w celu szybkiego wykrywania i usuwania usterek.
Jednak w sieciach o dużej przepustowości względem ziemi rola izolacji przewodów w zapewnieniu bezpieczeństwa dotykowego jest tracona, co widać z równań (35) i (37).
W awaryjnym trybie pracy sieci, tj. gdy jedna z faz została zwarta do ziemi przez mały opór gzm, prąd płynący przez osobę, która dotknęła zdrowej fazy (ryc. 69, b) będzie (A):
, (38) i napięcie styku (V): , (39)Jeśli założymy, że rzm = 0 lub przynajmniej założymy, że rzm< Rh (так обычно бывает на практике), то согласно выражению (39)
, (40)tj. osoba będzie pod napięciem liniowym.
W rzeczywistych warunkach gzm > 0 napięcie, przy którym osoba, która w okresie awaryjnym dotknie zdrowej fazy sieci trójfazowej z izolowanym przewodem neutralnym, będzie znacznie większe od napięcia fazowego i nieco mniejsze od napięcia liniowego sieci trójfazowej. sieć. Tym samym ten przypadek dotknięcia jest wielokrotnie bardziej niebezpieczny niż dotknięcie tej samej fazy sieci podczas normalnej pracy.
pracować [patrz równania (36) i (39), pamiętając, że r/3>rzm].
W trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym przewodem neutralnym przewodnictwo izolacji i pojemność przewodów względem ziemi są małe w porównaniu z przewodnictwem przewodu neutralnego, dlatego przy określaniu prądu płynącego przez osobę dotykającą fazy sieci można je pominąć.
W normalnym trybie pracy sieci prąd przepływający przez osobę będzie wynosił (ryc. 70, a):
, (41)gdzie r0 jest neutralną rezystancją uziemienia, Ohm.
Ryż. 70. Dotykanie osoby przewodem fazowym trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym przewodem neutralnym: a - w trybie normalnym; b - w trybie awaryjnym
W zwykłych sieciach r0< 10 Ом, сопротивление тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнении (41) можно пренебречь значением г0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh
Wynika z tego, że dotknięcie fazy sieci trójfazowej z przewodem neutralnym uziemionym podczas jej normalnej pracy jest bardziej niebezpieczne niż dotknięcie fazy normalnie pracującej sieci z przewodem neutralnym izolowanym [por. równania (36) i (41)], ale mniej niebezpieczne jest dotknięcie nienaruszonej fazy sieci izolowanym punktem neutralnym w okresie awaryjnym [por. równania (38) i (41)], gdyż w niektórych przypadkach rzm może niewiele różnić się od r0.
Pomocna informacja:ohrana-bgd.narod.ru
Podsumowanie wykładu
ZATWIERDZONY
Głowa kawiarnia OP KHNURE
prof. Dziundzyuk B.V.
„____” ________2014
z dyscypliny „Podstawy ochrony praktyki”
Temat 2.2: „Umyj poszkodowanych prądem elektrycznym”
Wykładowca - Art. kawiarnia wicka. OP
Mamontow O.V.
2.2.1 Schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego
Według PUE zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym jest możliwe przy bezpośrednim i pośrednim kontakcie człowieka lub zwierząt z częściami instalacji elektrycznych, które znajdują się pod napięciem.
Kontakt bezpośredni to kontakt elektryczny ludzi lub zwierząt z częściami przewodzącymi prąd, które są pod napięciem lub zbliżają się do nich na niebezpieczną odległość.
Dotyk pośredni to kontakt elektryczny ludzi lub zwierząt z otwartą częścią przewodzącą, która znalazła się pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji.
Jeśli osoba dotknie jednocześnie dwóch punktów, między którymi występuje napięcie elektryczne, a tym samym powstanie obwód zamknięty, przez jego ciało przepływa prąd. Wartość tego prądu zależy od obwodu dotykowego, tj. jakich części instalacji elektrycznej dotyka osoba, a także od parametrów sieci elektrycznej. Bez dotykania parametrów sieci rozważymy schematy włączania osoby.
Kontakt dwufazowy (dwubiegunowy) z częściami pod napięciem
na ryc. 1a i 1b pokazuje bezpośredni kontakt z dwoma biegunami sieci jednofazowej. W tym przypadku prąd płynący przez ludzkie ciało jest równy
Robocze (fazowe) napięcie sieciowe, V; - rezystancja ludzkiego ciała, Ohm.
W sieci trójfazowej (patrz rys. 1.b) prąd przepływający przez ciało ludzkie jest określany przez napięcie sieciowe
Rysunek 1 - Dwufazowy (dwubiegunowy) styk bezpośredni w sieci jednofazowej (a) i trójfazowej (b)
2) Kontakt jednofazowy (jednobiegunowy) z częściami pod napięciem
Jeśli osoba stojąca na ziemi dotknie jednego z biegunów lub jednej z faz, prąd zamyka się przez nią do ziemi, a następnie przez rezystancję izolacji i pojemność fazową względem ziemi (patrz rys. 2a) lub przewód neutralny uziemienie (patrz rys. 2b).
W sieci z izolowanym punktem neutralnym (rys. 2 a) wielkość prądu zależy od rezystancji izolacji i pojemności faz względem ziemi (do omówienia poniżej). W sieci z uziemionym punktem neutralnym (ryc. 2 b) aktualna wartość jest równa
gdzie jest neutralna rezystancja uziemienia.
Rysunek 2 - Jednofazowy (jednobiegunowy) styk bezpośredni w sieci trójfazowej z izolowanym punktem neutralnym (a) oraz w sieci trójfazowej z uziemionym punktem neutralnym (b)
Skrót http://bibt.ru
9.2. Schematy możliwego włączenia osoby w obwód prądu elektrycznego.
Podczas eksploatacji instalacji elektrycznych nie jest wykluczona możliwość przypadkowego dotknięcia części znajdujących się pod napięciem. Dotyk będzie najbardziej niebezpieczny, jeśli osoba stoi na ziemi lub na podłożu przewodzącym (podłoga, platforma), a jego buty mają pewną przewodność elektryczną.
Kontakt człowieka z częściami pod napięciem może być jednofazowy (jednobiegunowy w obwodach prądu stałego) lub dwufazowy (dwubiegunowy). W obu przypadkach powstaje obwód elektryczny, którego jednym z odcinków będzie ludzkie ciało. Obecna ścieżka przez osobę w pierwszym przypadku może być „ramię - nogi”. W drugim przypadku - „ręka - ręka”. Możliwe są również inne schematy włączania osoby w obwód elektryczny, na przykład podczas dotykania części przewodzących prąd twarzą, szyją, plecami itp. Lub włączania „noga - noga”.
W przypadku podłączenia dwufazowego (dwubiegunowego) osoba znajduje się pod pełnym napięciem roboczym instalacji elektrycznej, a przepływający przez nią prąd będzie równy
Ja ludzie \u003d U l / R ludzie, (9.1)
gdzie U l - napięcie liniowe; R ludzie - opór ludzkiego ciała.
Przy dotyku jednobiegunowym (jednofazowym), który jest bardziej powszechny, prąd przepływający przez człowieka będzie zależał nie tylko od napięcia instalacji elektrycznej i rezystancji ludzkiego ciała, ale także od innych czynników: przewodu neutralnego tryb źródła zasilania, stan izolacji sieci, stan (przewodność elektryczna) podłogi, butów ludzkich, wilgotność powietrza itp.
Podczas eksploatacji instalacji elektrycznych nie jest wykluczona możliwość dotknięcia części znajdujących się pod napięciem. W większości przypadków dotykanie części pod napięciem, gdy osoba stoi na ziemi, jest niebezpieczne, a buty P mają pewną przewodność elektryczną.
W warunkach kompleksu turystycznego Najbardziej typowe dwa schematy podłączenia ciała ludzkiego do obwodu elektrycznego: Między dwoma przewodami 1 między przewodem a ziemią. W trójfazowych sieciach prądu przemiennego pierwszy obwód nazywa się przełączaniem dwufazowym, a drugi jednofazowym. W branży hotelarskiej, oprócz trójfazowych sieci prądu przemiennego, jednofazowe sieci prądu przemiennego są szeroko stosowane do zasilania różnych urządzeń gospodarstwa domowego (odkurzacze, lodówki, żelazka).
Schemat włączenia osoby do jednofazowej sieci dwuprzewodowej odizolowanej od ziemi pokazano na ryc. 4.1.
Ryż. 4.1. Osoba dotykająca drutu jednofazowej sieci dwuprzewodowej podczas jej trybu pracy: a - normalny; b - nagły wypadek; A, N - oznaczenie przewodów.
Podobne sieci uzyskuje się za pomocą transformatorów izolujących. Przy normalnej pracy i dobrej izolacji przewodów dotknięcie jednego z nich zmniejsza ryzyko porażenia prądem.
W trybie awaryjnym (ryc. 4.1, b), gdy jeden z drutów jest zwarty z ziemią, okazuje się, że jego izolacja jest bocznikowana przez rezystancję drutu do ziemi, która jak zawsze jest tak mała, że można ją wzięty jako równy zeru. Aby utworzyć jednofazowe sieci dwuprzewodowe z przewodem uziemiającym, stosuje się transformatory jednofazowe, a aby uzyskać napięcie 220, sieci międzyfazowe są podłączone do przewodów fazowych i neutralnych. W obu przypadkach powstaje obwód elektryczny, którego jednym z odcinków jest ludzkie ciało. Droga prądu przez ciało człowieka w pierwszym przypadku może być „ramię – noga”, aw drugim – „ramię – ramię”. Możliwe są również inne przypadki włączenia osoby w obwód elektryczny, na przykład dotknięcie części przewodzących prąd twarzą, głową, szyją lub włączenie toru prądowego od nogi do stopy.
Sieci trójfazowe czteroprzewodowe z uziemionym punktem zerowym. W przypadku styku dwufazowego (dwubiegunowego) osoba znajduje się pod pełnym napięciem roboczym instalacji. Przy styku unipolarnym, który zdarza się częściej, prąd zależy nie tylko od napięcia instalacji i rezystancji ciała ludzkiego, ale także od trybu zerowego, stanu izolacji sieci, podłóg i obuwia ludzkiego.
Rozważ cechy różnych sieci elektrycznych. Na terenie kompleksu turystycznego prowadzone są cztery sieci o szczelnie uziemionym napięciu neutralnym do 1000 V, np. 380/220 V. Źródłem zasilania jest trójfazowy transformator obniżający napięcie, którego uzwojenia wtórne są połączone "gwiazda". Neutralny uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie (na przykład 1000/400 V) jest mocno uziemiony, co określa tryb, w którym napięcie dowolnej fazy sieci wtórnej względem ziemi nie przekracza napięcia fazowego , to znaczy dla transformatora o napięciu wtórnym 400 V, będzie to nie więcej niż 230 V (dla konsumenta 220 V). Ponadto w przypadku uszkodzenia izolacji między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, gdy przewód neutralny jest uziemiony, najwyższe napięcie trafia do sieci wtórnej w stosunku do ziemi, jest znacznie zmniejszone ze względu na małą rezystancję uziemienia przewodu neutralnego (2.4.8 omów lub więcej dla napięcia sieci trójfazowej 660, 380 i 220 V (Gosstandart 12.1.030-81)).
Uproszczony schemat wyjaśniający jednobiegunowy kontakt osoby z siecią czteroprzewodową z uziemieniem neutralnym źródła zasilania (transformatora lub generatora) pokazano na ryc. 4.2.
Ryż. 4.2. Jednofazowe włączenie osoby do sieci z mocno uziemionym punktem zerowym źródeł zasilania (transformator).
Ze względu na małą rezystancję prądu rozprzestrzeniania się uziemienia roboczego przewodu neutralnego w porównaniu z rezystancją ciała człowieka jest ona równa zeru. Dotknięcie osoby stojącej na ziemi (lub na uziemionej konstrukcji, podłodze) powoduje zamknięcie obwodu elektrycznego: uzwojenie zasilające - przewód liniowy - ciało człowieka - ziemia - przewód - uziemienie robocze - uzwojenie źródłowe. W części obwodu „ciało ludzkie” oddziałuje na nią napięcie fazowe sieci 220 V. Jeżeli jednocześnie buty danej osoby przewodzą prąd elektryczny, to podłoga lub konstrukcja, na której stoi, również będzie przewodzić prąd , a prawie całe napięcie zostanie przyłożone do osoby na ścieżce „ręka - nogi”. Jeśli w niesprzyjających warunkach rezystancja ludzkiego ciała wyniesie 1000 omów, to przepłynie przez nie prąd równy 220 mA, co jest dla niego zabójcze. Jeśli całkowity opór butów i podłogi jest porównywalny z oporem ludzkiego ciała, to przepływający przez nie prąd będzie mniejszy. Na przykład przy wysokiej rezystancji sekcji „buty - podłoga” (10 000 omów) prąd płynący przez osobę wyniesie 20 mA. to znaczy znacznie mniej niebezpieczne, ale powoduje ból, konwulsje, aw niektórych przypadkach niezdolność ofiary do samodzielnego uwolnienia się od działania prądu. Dowodzi to, że jednofazowy kontakt człowieka z siecią z dobrze uziemionym punktem neutralnym jest zawsze niebezpieczny.
W praktyce eksploatacji instalacji elektrycznych mogą wystąpić przypadki zwarć doziemnych części przewodzących prąd, na przykład poprzez korpus odbiornika energii lub metalową konstrukcję instalacji elektrycznej. Jeśli taki obwód okaże się głuchy, czyli mały opór przejściowy, wówczas instalacja zostanie wyłączona przez zwarcie jednofazowe przy maksymalnym zabezpieczeniu potoku (przepalenie bezpiecznika lub wyłączenie wyłącznika). Następnie przywracana jest normalna praca drugiej sieci elektrycznej.
Maksymalne dopuszczalne poziomy napięcia i prądu dotykowego podczas awaryjnej pracy przemysłowych i domowych instalacji elektrycznych w kompleksach turystycznych o napięciu do 1000 V i częstotliwości 50 Hz nie powinny przekraczać wartości określonych w tabeli. 4.1 (Gosstandart 12.1.038-82).
Tabela 4.1.
Maksymalne dopuszczalne poziomy napięcia i prądu dotykowego
Znormalizowana wartość |
Bieżący czas trwania, s |
Znormalizowana wartość |
|||
Sieci trójfazowe z przewodem neutralnym odizolowanym od ziemi.
Umieszczenie energii elektrycznej na drugim etapie zasilania przedsiębiorstw przemysłowych, miast i miasteczek odbywa się za pomocą linii kablowych (w miastach) lub napowietrznych (w miastach) przy napięciu znamionowym odbiorników mocy (transformatory obniżające przedsiębiorstwa, tereny mieszkalne) przy napięciu 6,10 lub 35 kV. Te sieci elektryczne są wykonane z neutralnymi izolowanymi od ziemi I fazami źródeł zasilania (transformatorami regionalnych stacji elektroenergetycznych) lub neutralnymi uziemionymi przez znaczne rezystancje indukcyjne, są włączane w celu zmniejszenia pojemności składowej prądu pojedynczego zwarcie doziemne fazy.
W przypadku jednofazowego zwarcia doziemnego w sieci z izolowanym punktem zerowym od ziemi, w miejscu zwarcia doziemnego popłynie prąd, spowodowany napięciem roboczym instalacji i przewodnictwem faz względem ziemi.
Sieci z izolowanym punktem neutralnym są dość skuteczne przy stosunkowo małej długości. W takim przypadku możemy przyjąć, że pojemność przewodów względem ziemi wynosi zero, a rezystancja przewodów jest wystarczająco duża.
na ryc. 4.3 pokazuje włączenie osoby do sieci trójfazowych z izolowanym punktem neutralnym.
Ryż. 4.3. Osoba dotykająca przewodu trójfazowej sieci 3-przewodowej z izolowanym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy A. B, C - oznaczenie przewodów.
W sieciach z izolowanym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy istnieje niebezpieczeństwo porażenia prądem osoby dotykającej jednej z faz. zależy od rezystancji przewodnika względem ziemi, to znaczy wraz ze wzrostem rezystancji niebezpieczeństwo maleje.
Uziemienie ochronne jest jednym ze środków ochrony przed porażeniem elektrycznym osoby podczas dotykania nieprzewodzących części metalowych z uszkodzoną izolacją (na przykład zwarcie do obudowy). Celem tego uziemienia jest celowe połączenie elektryczne z uziemieniem lub odpowiednikiem TE nieprzewodzących części metalowych, które mogą być zasilane za pomocą uziemionych urządzeń (kombinacja uziomu i przewodów uziemiających). Jedna lub więcej metalowych elektrod (na przykład stalowych prętów, rur), które znajdują się w ziemi, służy jako przewód uziemiający, zapewniając wystarczająco niską rezystancję przejściową. Rezystancja uziemionego urządzenia nazywana jest rezystancją całkowitą, składającą się z rezystancji rozprzestrzeniania się prądu doziemnego oraz rezystancji uziemionych przewodów.
Rozważ działanie uziemienia ochronnego. Jeżeli korpus silnika elektrycznego (aparat z powłoką kablową) nie ma niezawodnego połączenia z ziemią i w wyniku uszkodzenia izolacji ma kontakt z częścią przewodzącą, wówczas jednofazowe włączenie osoby w obwód prądowy wystąpi.
W sieci, gdy wystąpi zwarcie doziemne, występuje jednofazowe zwarcie doziemne.
Ze względu na stosunkowo mały prąd płynący do ziemi, zainstalowane zabezpieczenie nie wyłączy się i będzie kontynuowało pracę w trybie awaryjnym. Ale prąd przepływa przez korpus maszyny lub aparatu z uszkodzoną izolacją i między korpusem 1 pojawi się napięcie względem ziemi (ryc. 4.4).
Ryż. 4.4. Zwarcie w przypadku silnika elektrycznego podłączonego do sieci z izolowanym punktem zerowym.
Osoba, która będzie narażona na napięcie dotykowe, które może być znaczne i zależy od tego, gdzie znajdują się stopy tej osoby, a także od przewodności elektrycznej (oporu) butów. Jak zawsze, napięcie dotykowe jest mniejsze niż napięcie uziemienia.
Zatem wielkość wartości napięcia uziemionej obudowy względem ziemi, a co za tym idzie napięcie dotykowe, zależy od rezystancji uziemienia, a napięcie dotykowe zależy od rezystancji uziemionego urządzenia. Aby napięcie dotykowe było jak najniższe, konieczna jest niska rezystancja uziemianego urządzenia. Instalacje elektryczne nie są uziemiane przy napięciu 42 V i poniżej AC 1 110 V i poniżej DC we wszystkich pomieszczeniach i warunkach pracy bez zwiększonego zagrożenia.
Części urządzeń elektrycznych do uziemienia. Uziemieniu podlegają: obudowy maszyn elektrycznych, transformatorów, urządzeń; napędy urządzeń elektrycznych i uzwojenia wtórne transformatorów spawalniczych; ramy tablic rozdzielczych, tablic sterowniczych, szaf oświetleniowych i zasilających; metalowe konstrukcje rozproszonych urządzeń linii kablowych. Uziemieniu nie podlegają: mocowania izolatorów podwieszanych i wsporczych; wsporniki i oprawy oświetleniowe w przypadku montażu na drewnianych wspornikach i konstrukcjach; sprzęt elektryczny, zainstalowany na metalowych konstrukcjach uziemionych, jeżeli zapewniony jest niezawodny kontakt elektryczny w punktach styku z nimi metalowych nieprzewodzących prądu części sprzętu elektrycznego. Obudowy elektrycznych przyrządów pomiarowych i przekaźników instalowane na tablicach, w szafach 1, ścianach komór rozdzielnic również nie podlegają uziemieniu; obudowy odbiorników elektrycznych z podwójną lub wzmocnioną izolacją, np. wiertarki elektryczne, pralki, golarki elektryczne.
Zamulanie w instalacjach i sieciach elektrycznych o napięciu do 1000 V jest celowym połączeniem elektrycznym metalowych nieprzewodzących prądu elementów instalacji, normalnie odizolowanych od części pod napięciem, które nie są pod napięciem (obudowy urządzeń elektrycznych, konstrukcje kablowe), z zerowym przewód ochronny.
Przewód ochronny zerowy w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000 V jest przewodem łączącym części uziemione (obudowy urządzeń elektrycznych) z dobrze uziemionym punktem zerowym uzwojenia źródła prądu (generatora lub transformatora) lub jego odpowiednikiem (Gosstandart 12.1.030-811 Gostandart 12.1.009-76).
W instalacjach elektrycznych z mocno uziemionym przewodem neutralnym, podczas zamykania do uziemionych metalowych części konstrukcyjnych nieprzewodzących prądu, należy zapewnić automatyczne wyłączenie sprzętu z uszkodzoną izolacją, ponieważ powoduje to zwarcie jednofazowe.
Zero ochronnych przewodów uziemiających bezpośrednio w źródłach zasilania, czyli w podstacjach lub elektrowniach. Oprócz głównego uziemienia roboczego przewodu neutralnego konieczne jest ponowne uziemienie przewodu neutralnego w sieci, co zmniejsza całkowitą rezystancję uziemienia neutralnego i służy jako masa rezerwowa w przypadku przerwy w przewodzie neutralnym (rys. 4.5).
Ryż. 4.5. Schemat ideowy zamulenia ochronnego: 1 - instalacja elektryczna; 2 - maksymalna ochrona drukarki atramentowej
Ponowne uziemienie na liniach napowietrznych odbywa się co 250 m ich długości, na ich końcach, na rozgałęzieniach i odgałęzieniach z sieci linii wysokiego napięcia o długości odgałęzień o 200 m 1 więcej, a także na wejściach powietrza linie do domu.
W przypadku zasilania za pomocą linii kablowych o napięciu 380/220 V, ponowne uziemienie przewodu neutralnego przeprowadza się na wejściu do pomieszczenia, w którym znajduje się urządzenie do neutralizacji urządzeń elektrycznych. Wewnątrz tych pomieszczeń powinna znajdować się linia do ponownego uziemienia przewodu neutralnego, do której podłącza się przedmioty odpowiednie do uziemienia.
Do ponownego uziemienia przewodu neutralnego, jeśli to możliwe, należy użyć naturalnych uziomów, z wyłączeniem sieci prądu stałego, gdzie ponowne uziemienie powinno odbywać się wyłącznie przy użyciu sztucznych uziomów. Rezystancja urządzenia uziemiającego każdego z powtarzających się uziemień nie powinna przekraczać 10 omów.
Biorąc pod uwagę, że prąd przepływa przez przewód neutralny, nawet przy nierównomiernym obciążeniu, znacznie mniejszy niż w przewodach fazowych, przekrój zerowego przewodu roboczego dla czterech wiodących linii wybiera się tak, aby wynosił w przybliżeniu połowę przekroju przewodów fazowych. W odgałęzieniach jednofazowych z sieci przejście fazy przez zero przewodu neutralnego musi być takie samo jak przewodu fazowego, ponieważ przepływa przez niego prąd równy prądowi przewodu fazowego.
Rezystancja uziemionych przewodów musi być na tyle mała, aby przy zwarciu fazy do obudowy prąd zwarcia jednofazowego był wystarczający do natychmiastowego zadziałania zabezpieczenia nadprądowego. Według PUE. prąd fazowy obwodu - zero przy zwarciu do korpusu musi być co najmniej 3-krotnością prądu znamionowego odpowiedniego bezpiecznika.
Przy zabezpieczaniu instalacji elektrycznej wyłącznikiem automatycznym przewody neutralne dobiera się tak, aby w pętli faza-zero dawał prąd zwarciowy nieprzekraczający 1,4-krotnie prądu włączenia wyłącznika.
W dwóch wiodących gałęziach, faza - zero, które zasilają jednofazowe odbiorniki elektryczne, urządzenie zabezpieczające (bezpiecznik, przełączniki jednobiegunowe) jest instalowane tylko na przewodzie fazowym, jeśli w tej gałęzi znajdują się części podlegające zerowaniu. Ze względów bezpieczeństwa elektrycznego podczas montażu wkładów lampowych przewód fazowy jest podłączony do centralnego styku wkładu (pięta), a przewód zerowy jest podłączony do gwintowanej części wkładu. Zapobiegnie to wypadkowi, jeśli podstawa lampy zostanie przypadkowo dotknięta (na przykład podczas wymiany P) bez odłączenia od sieci. Podczas zerowania do podświetlanych opraw należy podłączyć oddzielne odgałęzienia przewodu neutralnego, a nie używać do tego celu przewodzącego przewodu neutralnego.