Анализ опасности прикосновения к токоведущим частям в различных условиях

Рис. 11. Двухфазное прикосновение человека электрической сети

Рис. 12.Однофазное прикосновение к четырехпроводной сети с заземленной нейтралью

В трехфазных сетях с глухозаземленной нейтралью (рис. 3.7) при нормальной работе сопротивление заземления нейтрали значительно меньше сопротивления изоляции проводов. Поэтому при расчете напряжения прикосновения и тока, протекающего через тело человека, проводимостями проводов можно пренебречь. Если пренебречь проводимостями фаз относительно земли, ток, проходящий через человека, стоящего на зем­ле и касающегося одной из фаз, Ih = U/(Rh+Ro), где U — фазное напряжение; Rh — сопротивление тела человека; Ro — сопротивление заземления.

Так как сопротивление заземления R₀ составляет несколько Ом, а сопротивление человека Rh>1000 Ом, т. е. (Ro<Rh), то, пренебрегая малым сопротивлением R₀, получаем Ih = U/Rh, т. е. человек, касаясь одной фазы сети с глухозаземленной нейтралью, попадает под фазное напряжение. В этом случае ток через тело человека в сильной степени зависит от сопротивления грунта (пола), обуви и других сопротивлений в возникшей цепи и не за­висит от сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли.

При аварии в сетях возможно замыкание на землю одной или нескольких фаз. При замыкании на землю одной из фаз в сети с глухозаземленной нейтралью напряжение фаз от­носительно земли меняется незначительно. Ток замыкания на землю I₃ = U/(Ro+R₃), где R₃—переходное сопротивление в мес­те замыкания фазы на землю.

В сетях, с изолированной нейтралью ток через тело человека, касающегося одной фазы, а также ток замыкания на землю за­висят в сильной степени от сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли. Диэлектрики, из которых изготавливает­ся изоляция токоведущих частей, имеют конечное удельное со­противление, причем вследствие старения, увлажнения, повыше­ния температуры и других неблагоприятных факторов это сопро­тивление уменьшается.

Рис. 13. Однофазное прикосновение к трехфазной сети с изолированно нейтралью

сопротивление фазы относи­тельно земли равно активному сопротивлению изоляции и ток через тело человека, коснувшегося одной фазы (рис), Ih=3U/(3Rh+ R).

При сопротивлении изоляции фаз относительно земли, значи­тельно большем сопротивления тела человека (R>Rh), это вы­ражение примет вид Ih = 3U/R, т. е. чем больше сопротивление изоляции, тем меньший ток протекает через тело человека, при­чем при больших сопротивлениях изоляции ток через тело чело­века в малой степени зависит от сопротивления его тела. Следо­вательно, сопротивление изоляции защищает человека от воздей­ствия электрического тока при его касании одной фазы сети с изолированной нейтралью. При сопротивлениях изоляции фаз относительно земли, равном нескольким десяткам килоом и бо­лее, ток, проходящий через тело человека, может оказаться не­большим и допустимым, так что прикосновение к фазе будет бе­зопасным.

В разветвленных сетях большей протяженности с большим числом потребителей сопротивление изоляции невелико, а ем­кость может быть значительной, так что полное сопротивление фазы относительно земли может оказаться по абсолютной вели­чине много меньшим сопротивления цепи, в которую входит тело человека Z<Rh, и выражение (11.3) примет следующий вид: Ih = U/Rh, т. е. человек, касаясь одной фазы, попадает под фаз­ное напряжение, и сопротивление изоляции оказывает незначи­тельное влияние на величину проходящего через него тока.

В случае однофазного прикосновения к сети с изолированной нейтралью, где произошло замыкание другой фазы на землю через сопротивление контакта фазы с землей, ток, проходящий через человека:

, где R_зм - сопротивление на землю

Билет 34

Зануление, принцип действия

Зануление применяется в четырехпроводных трехфазных сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью в качестве защитного средства. Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Цель зануления — превратить пробой на корпус в однофазное короткое замыкание, вызвать срабатывание защитами отключение электроустановки от Питающей сети в минимально короткий срок.

B качестве средств защиты применяются плавкие предохрани­тели или автоматические выключатели. При появлении больших токов (токов короткого замыкания) плавкие предохранители пере­горают или размыкаются электромагнитные расцепители в авто­матах, цепь разъединяется и электроустановка отключается от сети.

Кроме того, до отключения сети при замыкании на корпус схе­ма зануления действует как защитное заземление, так как корпус оказывается заземленным через нулевой проводник и сопротивле­ние заземления нейтрали Rо Напряжение на корпусе относитель­но земли понижается. Схема зануления приведена на рис. 4.

Рис. 4 Схема зануления

 

Нулевой защитный проводник должен создать надежную цепь, до нейтрали источника тока. Поэтому не допускается ставить v цепь нулевого защитного проводника предохранители, выключате­ли; все соединения выполняют сваркой.

При устройстве зануления обязательным условием является заземление нейтрали источника. Это делается для того, чтобы пони­зить напряжение на нулевом проводе, следовательно, на корпусе электроустановки при случайном замыкании фазы на землю. При случайном замыкании на землю и отсутствии заземления ней­трали корпус и нулевой провод оказываются под фазным напря­жением и прикосновение к ним опасно для жизни.

Нулевой защитный проводник должен обязательно заземлять­ся повторно через определенное расстояние, для воздушных линий», например, через каждые 250 м. Повторное заземление нулевого проводника необходимо выполнять для того, чтобы уменьшить опасность воздействия электрического тока при обрыве нулевого проводника и замыкании фазы на корпус.

При повторном заземлении нулевого проводника корпуса элек­троустановок, расположенных как до места обрыва, так и после его, будут находиться под напряжением, но это напряжение будет меньше фазного. В частном случае, когда сопротивления нейтрали н повторного заземления равны, напряжения всех корпусов будут

При приемке в эксплуатацию, а также периодически система зануления должна проверяться. Проверка заключается во внеш­нем осмотре целостности цепи, измерении сопротивлений заземле­ния нейтрали и повторного заземления нулевого проводника, про­верке наличия электрической связи между нулевым проводником и корпусами зануленного электрооборудования, измерении полно­го сопротивления петли «фаза—нуль». Петля «фаза—нуль» вклю­чает в себя корпус электроприемника, участок нулевого провода от электроустановки до нулевой точки трансформатора, участок фазного провода и предохранитель. Для измерения сопротивления петли можно использовать любой измеритель малых сопротивле­ний. Сопротивление петли должно быть таким, чтобы ток корот­кого замыкания был достаточным для отключения электроустанов­ки от сети. Измерение сопротивления петли «фаза—нуль» произ­водят 1 раз в 5 лет и каждый раз после капитального ремонта или реконструкции сети.

Билет 35