Опасность поражения электрическим током 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Опасность поражения электрическим током

Поиск

Общая часть

Защитное заземление

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое со-
единение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей
электрооборудования, которые могут оказываться под напряжением в результа­-
те повреждения изоляции или непреднамеренного контакта с токоведущими
частями.                             .

Если корпус электрической установки не имеет контакта с землёй то при­косновение к нему тоже опасно, как и прикосновение к фазе. Если корпус за­землён, то прикоснувшийся к нему человек окажется под напряжением, равным разности потенциалов корпуса 3) и поверхности основания oc).

Напряжение прикосновения — напряжение между двумя точками цепи
тока, которых одновременно касается человек.                                                  

Напряжение, возникающее на корпусе электрооборудования, или его по­тенциал относительно земли

где 13—ток, протекающий через заземляющее устройство, А;

R3 — сопротивление заземляющего устройства, Ом.

При появлении напряжения на заземлённом корпусе возникают такие от­рицательные явления, как появление потенциалов на заземлителе и находящих­ся в контакте с ним металлических частях, а, также на поверхности грунта во­круг места стекания тока в землю.

Величина напряжения на металлических частях, соединенных с заземли-телем, из-за малого электрического сопротивления заземляющего проводника практически одинакова.

Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивле­ние, называемое сопротивлением растекания. Оно состоит из сопротивления самого заземлителя, переходного сопротивления между заземлителем и грун-, том и сопротивления грунта. Из этих составляющих наибольшую величину имеет сопротивление грунта, поэтому двумя первыми составляющими пренеб­регают и под сопротивлением заземлителя растеканию тока понимают сопро­тивление грунта растеканию тока.

В объеме земли, где проходит ток, возникает «поле растекания тока». Из-


за быстрого увеличения площади сечения грунта по мере удаления от заземли-
теля плотность тока также быстро снижается и практически на расстоянии 20 м
от заземлителя она близка к нулю.

Сопротивление заземлителя растеканию тока можно определить как сум­марное сопротивление грунта от заземлителя до любой точки с нулевым потен­циалом (R3).

Распределение потенциалов на поверхности грунта по мере удаления от заземлите ля зависит от удельного сопротивления грунта и формы заземлителя.

На рис 1. представлены изменение потенциала поверхности грунта (пола) oc) и напряжения прикосновения {Unp) в случае единичного заземлителя круглого сечения.

Напряжение прикосновения характеризуется отрезком АВ определяется

ходом кривой потенциала основания oc) и расстоянием между человеком, прикасающимся к заземлённому оборудованию, и заземлителем:

 

 

Рис.1. Изменение потенциала поверхности грунта и напряжения прикоснове­-
ния при одиночном заземлителе:                                     

I — кривая распределения потенциалов поверхности грунта (пола) oc)

II — кривая распределения напряжения прикосновения {Unp)
1, 2, 3 — корпусы электроустановок


Так, при х=0  φoc = φэ и, следовательно, Unp=0. При х=∞(практиче­ски более 20 м) oc) = 0, а Unp =φ э = U3

Таким образом, при расстоянии х≥20м (точка 3 на рис.1) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение и это наиболее опасный случай прикосновения.

      При малых расстояниях между электродами-заземлителями (менее 40 м)
поля растекания токов как бы накладываются одно на другое, а потенциальные
кривые взаимно пересекаются и, складываясь, образуют суммарную потенци­
альную кривую (рис.2). Следовательно, при групповом заземлителе все точки
поверхности земли на участке между электродами имеют потенциалы отличные
от нуля φ ос > 0 и поэтому U < φ з.                                                                                                                                               '

Рис.2. Потенциальная кривая группового заземлителя (I) и поле растекания (II) при расстоянии между электродами S<40 м

В этом случае на общих участках земли, по которым проходят токи не­
скольких электродов, увеличивается плотность тока, что приводит к увеличе­
нию сопротивления растеканию заземлителей. Поэтому сопротивление группо­
вого заземлителя (R гр) выражается зависимостью                                                                                                                                              . *-- ■

где Ro-сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

         n  — число заземлителей;

ŋ— коэффициент использования группового заземлителя (коэффициент экранирования), доли ед.


Электрическое сопротивление одиночного заземлителя (Ro) определяется с учётом климатических коэффициентов сопротивления грунта (ψ— коэффи­циент сезонности),

                                     

 где Rизм — измеренное (или табличное) сопротивление одиночного заземли­теля, Ом; ψ —коэффициент сезонности, ед.

                                              Напряжение шага

Напряжение шага (Uw) есть разность потенциалов между двумя точками цепи тока на поверхности земли, находящимися одна от другой на расстоянии шага:

                                      

где φ х и φ х+а— потенциалы точек на которых стоит человек. В;

а — длина шага, м (обычно принимается равной 0.8м).

Поскольку φ х и φ х+а являются частями потенциала заземлителя φ3, раз­ность их также часть этого потенциала. Поэтому представление выражения можно записать так:

                                           

где β—коэффициент  напряжения шага (коэффициент шага), учитывающий форму потенциальной кривой:

                                       

Напряжение шага при одиночном заземлителе определяется отрезком АВ (рис. 3), длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя.

Максимальные значения Um будут на наименьшем расстоянии от зазем­лителя, т.е. когда человек стоит одной ногой на заземлителе, а другой — на расстоянии шага от него.

Наименьшие значения Uw будут при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически — за пределами поля растекания тока, т.е. дальше 20 м.


Рис.3. Напряжение шага при одиночном заземлителе

При групповом заземлителе в пределах площади, на которой размещены электроды, напряжение шага имеет меньшее значение, чем при одиночном за­землителе.

Максимальное значение напряжения шага, как и при одиночном заземли­теле, будет в начале потенциальной кривой на расстоянии шага от электрода, минимальное — на точках с одинаковым потенциалом.

 

 

Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т.е. при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Степень тяжести поражения повышается с увеличением напряжения, силы то­ка, проходящего через человека, времени нахождения под током, температуры и влажности воздуха.

Кроме того, степень тяжести поражения электрическим током зависит от индивидуальных особенностей и состояния организма человека, рода тока, час­тоты переменного тока, схемы подсоединения человека к электросети, диэлек­трических свойств одежды, обуви, пола, помещения и др.

Сопротивление тела человека состоит из внешнего и внутреннего сопро­
тивления. Внешнее сопротивление определяется сопротивлением кожного по­
крова и составляет 60-80 кОм.                                                                      

Сопротивление внутренних органов — 800-1000 Ом. В расчётах общее сопротивление принимают равным 1000 Ом, т.к. сопротивление кожного по­крова значительно уменьшается при нарушении (царапины, раны, болезнь ко­жи), а также при увеличении влажности, загрязнения.

Главными факторами, определяющими степень опасности воздействия электрического тока на организм человека, являются сила тока, проходящего через тело человека, и род тока.        


ТТаблица 1. Воздействие переменного и постоянного тока на организм человека.

 

Ток, мА

Переменный ток, 50-60 Гц

Постоянный ток

0,6-1,5

Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук. (Пороговый ощутимый ток)

Не ощущается

2-3

Сильное дрожание рук

Не ощущается

5-10

Судороги рук

Зуд, ощущение нагрева

10-15

Руки трудно оторвать от электродов. Сильные боли в руках (Пороговый не отпускающий ток)

Усиление нагрева

25-50

Паралич рук, оторвать их от элек­тродов невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено

Еще большее ощуще­ние нагрева. Незначи­тельное сокращение мышц рук

50-80

Паралич дыхания. Начало трепета­ния желудочков сердца

Сильное ощущение на­грева. Сокращение мышц рук, судороги, затруднение дыхания

90-110

Паралич дыхания. При длительном (3 с) устанавливается трепетание же­лудочков сердца (паралич сердца)

Паралич дыхания

Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое, элек­тролитическое и биологическое действия. Термическое действие выражается в ,у ожогах, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое — в разложении крови и других органических жидкостей, что приводит к изменению их физико-химических свойств.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении жи­вых тканей организма, что сопровождается непроизвольными сокращениями мышц, а также нарушением внутренних биоэлектрических процессов, что мо­жет привести к нарушению или полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения.

Многообразие воздействия электрического тока может привести к раз­личным электротравмам местного и общего характера.

Местные электротравмы — это четко выраженные местные повреждения тканей организма. Различают следующие виды местных электротравм: элек­трические ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия.

Общие  электротравмы — это электрический удар различной степени.


1 степень -— судорожное сокращение мышц без потери сознания;

2 степень — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с со­
хранением дыхания и работы сердца;

3 степень — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания;                

4 степень — клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообра­
щения (продолжительность -— 4-8 мин).

Защита от поражения электрическим током при соприкосновении с нето-коведущими частями электрооборудования, оказавшимися под напряжением вследствие нарушения изоляции токоведущих частей, достигается применени­ем защитных отключающих устройств, защитных заземляющих устройств, ин­дивидуальных средств защиты, зануления, малых напряжений и др.

При применении защитных заземляющих устройств безопасность обес­печивается за счёт малого сопротивления заземляющего устройства по сравне­нию с электросопротивлением тела человека. При соприкосновении человека с корпусом заземлённой установки он подсоединяется параллельно с заземляю­щим устройством и имеет значительно более высокое сопротивление, вследст­вие этого через тело человека проходит ток малой величины.

        Устройство защитного заземления

Заземляющее устройство — совокупность заземлителей и заземляющих
проводников. По расположению заземлителей относительно заземленных кор­
пусов оборудования заземления делятся на выносные (сосредоточенные) и кон­турные (распределительные).                                                                                                                                          ' .

Выносное заземляющее устройство (рис. 4) характеризуется тем, что за-землители вынесены за пределы площадки, на которой размещено оборудова­ние, или сосредоточены на некоторой части этой площадки. Заземлители в этом случае размещены сосредоточенно и на некотором отдалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземлённые корпуса находятся вне поля растекания токов и вследствие этого коэффициент прикосновения а = 1. Человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением относительно земли,  Unp =φ э = U3

Такой тип заземления применяют в установках напряжением до 1000 В и при малых токах замыкания на землю. Преимуществом такого типа заземления является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим со­противлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и тл.)- Выносное заземле­ние защищает только за счёт малого сопротивления заземления.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2024-06-17; просмотров: 6; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.88.217 (0.012 с.)