Небезпека мереж однофазового струму.

Умови ураження людини електричним струмом

План:

1. Небезпека мереж однофазового струму.

2. Небезпека трифазових електричних мереж з ізольованою нейтраллю.

3. Небезпека трифазових електричних мереж з глухо-заземленою нейтраллю.

 

Література:

1. Жидецький В. Ц. „Основи охорони праці” [1,ст. 265-275];

Аналіз небезпеки електроустановок зводиться до визначення значення струму, котрий протікає через тіло людини при різних можливих варіантах потрапляння її під напругу внаслідок дотику до струмоведучих частин електричних мереж, неструмоведучих частин електроустановок, котрі опинились під напругою при пошкодженні ізоляції, або внаслідок опинення під напругою кроку, а також до оцінки впливу різних чинників та параметрів мережі на небезпеку ураження.

Електричні мережі бувають постійного та змінного струмів. Мережі змінного струму бувають однофазові та багатофазові. Найбільш поширені — трифазові мережі змінного струму. За режимом нейтралі трансформатора або генератора трифазові мережі можуть бути з ізольованою або глухозаземленою нейтраллю. Ізольованою називають нейтраль, ізольовану від заземлювального пристрою або приєднану до нього через апарати з великим опором (трансформатори напруги, компенсаційні котушки). Глухозаземленою називають нейтраль, приєднану до заземлювалюного пристрою безпосередньо або через апарати з малим опором (трансформатори струму).

 

Небезпека мереж однофазового струму.

Однофазові мережі та мережі постійного струму можуть бути ізольованими від землі, мати заземлений полюс або середню точку.

При однополюсному дотику до провідника людина виявляється під'єднаною до другого провідника через опір розтіканню струму.

З огляду на те, що однофазові мережі змінного струму мають невелику протяжність, ємністю провідників відносно землі можна знехтувати, а для мереж постійного струму ємність не враховується, оскільки струм розтікання через ємність рівняється нулю. З метою спрощення можна вважати, що струми розтікання обох провідників однакові, тобто:

Значення сили струму, що протікає через людину, отримане з еквівалентної схеми:

де U — напруга, В;

R_л — опір тіла людини, Ом;

r — струми розтікання провідників.

Рис. Схема дотику до провода ізольованої мережі

 

Дотик людини до незаземленого провідника мережі з заземленим полюсом зумовлює протікання струму через тіло людини:

де R_о — опір заземлення полюса, Ом.

Однак, враховуючи, що R_о<< R_л, вважаємо, що

Рис. Схема дотику до незаземленого провода мережі з заземленим полюсом

 

Дотик до справного провідника при замиканні іншого провідника на землю. Цей дотик зумовлює струм через тіло людини

де R_к — опір короткого замикання, Ом.

Рис. Схема дотику до провода несправної мережі

При дотику до одного з проводів мережі з заземленою середньою точкою. Людина опиняється під напругою, котра складає половину напруги мережі:

де R_з — опір заземлення середньої точки, Ом.

Рис. Схема дотику до провода мережі з заземленою середньою точкою

 

Двополюсний дотик. Людина опиняється під напругою мережі. Сила струму в цьому випадку визначається за формулою:

Аналіз наведених вище формул свідчить, що найбільш небезпечним є двополосний дотик за будь-якого режиму нейтралі відносно землі, оскільки в цьому випадку струм, котрий протікає через тіло людини, визначається лише опором її тіла. Найменш небезпечним є дотик до провідника ізольованої мережі за нормального режиму роботи.

Рис. Схема дотику до двох проводів мережі

 

2. Небезпека трифазових електричних мереж з ізольованою нейтраллю.

Провідники електричних мереж відносно землі мають ємність та активний опір — опір розтікання, рівний опору ізоляції та шляху струму на землю. Загалом ці ємності та опори розтікання різні. З метою спрощення аналізу припускаємо, що вони рівні, тобто та .

Дотик людини до одного з фазових проводів (однофазовий дотик) справної мережі. При такому дотику провідність цього провідника відносно землі зменшується і відбувається зміщення нейтралі, тобто перекос фаз. Струм, що проходить через тіло людини, виражається залежністю:

де U_ф — фазова напруга мережі, В;

Z — комплексний опір фазового провідника відносно землі;

де — кутова частота мережі;

f — частота струму.

Рис. Схема дотику до однієї фази справної мережі

 

У випадку коротких електричних мереж (при малих ємностях фазових проводів відносно землі C≈0) вираз для значення сили струму через людину запишеться так:

При двофазовому дотику людина потрапляє під лінійну напругу, і струм через людину визначається за виразом:

де U_л — лінійна напруга мережі:

Рис. Схема дотику до двох фаз справної мережі

 

В аварійному режимі роботимережі за умови замикання однієї з фаз на землю струм, котрий проходить через людину, доторкнувшись до справної фази, виразиться залежністю:

де R_к — опір короткого замикання, Ом.

Якщо перехідним опором R_к в місці замикання на землю можна знехтувати порівняно з опором ланки людини, то

Рис. Схема дотику до справної фази несправної мережі

 

Таким чином, при дотику до одного з фазових проводів мережі з ізольованою нейтраллю в нормальному режимі струм через людину залежить від опору втрати та ємності мережі відносно землі. Замикання однієї з фаз на землю значно підвищує небезпеку однофазового дотику, оскільки в цьому випадку людина опиняється під напругою, близькою до лінійної. Найнебезпечнішим є двофазовий дотик.