Практикалық сабақ №1

Тақырып 1. Электр тоғының соғу түрлері.

Операциялық оқыту әдісі –«алгоритм»

Адамзаттың қызметтің барлық аймағында электр энергиясын көптеп кеңінен пайдалануы, тұрмыстағы және өндірістегі электр жетектерінің күрт өсуі, табиғи түрде адамды электр тоғымен соғу қаупінің өсуіне әкелді.

Электр жарақаттары сәтсіз оқиғалардың едәуір бөлігін құрайды. Электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша жұмыстар, қорғаныс құралдары мен әдістерін жетілдіру, басқарушы, нормативті және нұсқаушы құжаттарды дайындау, кәсіпорындар мен ұйымдардың энергия қызметін күшейту бойынша жинақталған әлемдік тәжірибелер есебімен орындалады. 

Электр қауіпсіздігінің негізгі қамтамасыз етуі ылтималдық теория мен математикалық статистикаларға негізделеді. Электр қауіпсіздігі сұрақтарын шешу үшін, «адам-электр қондырғы-орта» жүйе элементерінің өзара байланысы жасалды.     

Адамға тоқтың әсер ету нәтижесі бірқатар фактілерге байланысты, соның ішінде адам денесі арқылы ұзақ өтетін тоқтың мәніне, тоқтың түрі мен жиілігіне, адамның жеке ерекшелігіне, сонымен қатар, электр қондырғылар сипаттамасына, электр тоғының соғу қауіпі бойынша бөлмелер класы мен қоршаған ортаға байланысты.   

Тоқ, адам организмі арқылы өте отырып, термиялық, электролиттік, механикалық және биологиялық әсер етеді.

Электрлік соққы нәтижесінде адамның тоққа түсуінің барлық жағдайлары, яғни, адам арқылы тоқтың өтуі, электр тізбегінің арасында қандай да бір кернеуі бар екіден кем емес нүктеге жанасу салдары болып табылады. Мұндай жанасу, адам денесі арқылы өтетін тоқпен I_h немесе жанасу кернеуімен U_np бағаланатын қауіптілік, бірқатар факторларға байланысты: адамның электр тізбегіне қосылу сұлбалары; торап кернеуі; торап сұлбалары; тоқ өткізгіш бөліктердің жерден оқшаулану деңгейлері, сонымен қатар, жермен салыстырғандағы тоқ өткізгіш бөліктердің сыйымдылықтары және т.б.    

Сөйтіп, зақымдану қауіпі бірдей емес: бір жағдайда адамның электр тізбегіне қосылуы, ол арқылы аз тоқ өтіп, қауіпсіз болса, ал басқа тоқтарда адамды өлімге әкелуге қабілетті үлкен мәнге жетеді.

 

Сурет 1 –Үшфазалы электр торабының сымдарына адамның жанасуы: а — екі фазалы жанасу; б және в — бір фазалы жанасу; z_b z₂, z₃ — жермен салыстырғандағы сымдардың толық кедергісі (а, б —тура жанасу; в — жанама жанасу)

 

Әрі қарай, жоғарыда аталып өткен факторларға байланысты адам денесі арқылы өтетін жанасу кернеуі мен тоқтың мәндерін анықтаймыз. Бұл параметрлерді техникалық қауіпсіздік шарты бойынша электр торабын бағалау; қорғаныс шараларына сәйкес, көбінесе, жерлендіргішті, нөлдеуді, қорғаныстық ажыратуды, тораптың оқшауламасын бақылайтын құрылғыны және т.б. таңдау және есептеу үшін қажет. Сонымен бірге, барлық жағдайда, адам тұратын орынның кедергісі (топырақ, еден және басқалары), сонымен қатар, оның аяқ киімінің кедергісі азғантай, сондықтан нөлге тең етіп қабылданады.

Тура жанасу кезінде, тоқ тізбегіне адамның қосылу сұлбалары әр түрлі болуы мүмкін. Ең көп сипаттысы қосылудың екі сұлбасы: электр торабының екі фазалар арасындағы сұлба және бір фаза және жер арасындағы сұлба (Сурет 1, а және б).

Әлбетте, екінші жағдайда, сым мен жер арасында сыйымдылықтың болуы, жермен салыстырғандағы сым оқшаулағышының жетілмеуімен немесе бүлінуімен негізделуі мүмкін болатын торап пен жер арасындағы электрлік байланыс және ақырында, сол қоректендіретін тораптың тоқ көзінің нейтралдарын жерлендіру қарастырылады.

 

Сурет 2 –Адамның екі сымды тораптың бір фазасына жанасуы: а — оның қалыпты жұмыс режимі кезінде; б — апаттық жұмыс режимі кезінде

 

Айнымалы тоқтың торабына қарай, бірінші схема екі фазалық жанасуға сәйкес келеді, ал екіншісі –бір фазалық. Екі фазалық жанасу, ережеге сәйкес, қауіптірек, өйткені адам денесіне осы тораптың ең үлкен сызықтық кернеуі беріледі, ал адам денесі арқылы өтетін тоқ шамасы торап схемасына, оның нейтральді режиміне және басқа да факторларға тәуелсіз бола тұра, ең үлкен мәні болады:

                                               (1)

мұнда  -сызықтық кернеу, В;  -фазалық кернеу, В;  — адам денесінің кедергісі, Ом.

Екі фазалық жанасу жағдайлары өте сирек. Олар, 1000 В-қа дейінгі электр қондырғыларда, щитте, сборкада, ауалық электр беріліс желілерінде (мысалы, кіріс кернеуі жағындағы істен шыққан сақтандырғыштарды ауыстыру кезінде) және т.с.с. кернеу астындағы жұмыс нәтижелері; ақауы бар жеке электр қорғаныс құралдарын ауыстыру кезінде, тесік немесе жырығы бар резиналы диэлектрлік қолқаптарды, монтердің тұтқа оқшаулағышы зақымданған құралдар және т.с.; тоқ өткізгіш бөліктері (ашық айырғыштар, оқшаулағышы зақымданған сым және т.б.) оқшауланбаған қоршауы жоқ жабдықты пайдалану болып табылады

Бір фазалық жанасу әдетте екі фазалыққа қарағанда қауіпсіздірек, өйткені адам денесі арқылы өтетін тоқ көптеген факторлардың әсерінен шектеліп қалады. Бірақта бір фазалық жанасу өте жиі пайда болады.

 

1. Электр тораптарында тоқтың соғу қауіптерін есептеу

 

Адам жерде тұрып (тоқөткізгіш негізде), сымның жерге тұйықталу уақыты аралығында жерден арашаланған екісымды бірфазалы желінің бір сымына қол тигізді.

Берілгені: желідегі кернеу (сым арасындағы) U = 660 В; сым арашалағышының кедергісі жерге қатысты (сымның жерге тұйықталуына дейінгі) r₁=r₂= 30 кОм; сымның жерге тұйықталу кедергісі r_зм = 60 Ом; адам денесінің кедергісі R_h = 1000 Ом.

Табу керек: келесі екі жағдайдағы адам денесінен өтетін тоқты анықтау:

1) адам жерге тұйықталуы жоқ сымға қол тигізгенде;

2) арашалығы бұзылмаған жерге тұйықталған сымға қол тигізгенде (сурет 8).

 

Сурет 8 Жерден арашаланған екісымды бірфазалы желінің бір сымына қол тигізуі

 

Нұсқауы: адам тұрған жердің кедергісін негізге алу, сонымен қатар жерге қатысты сымдар сыйымдылығын нөлге тең деп алу.

Шешуі.

1. желінің қалыпты жұмыс режимында адам үстінде тұрған түйісу кернеуі, яғни, U_пр, келесі жолмен анықтауға болады:

мұндағы I ₁ және I ₂ — арашалағыш кедергісінен өтетін тоқтың кедергісі, яғни,   r ₁ және r₂.

 және

ескерип, мынаны аламыз.

   

Осыдан

Сонда адам бойымен өтетін тоқ:

 

кезде

                              (13)

 

2. Апат жағдайында r_зм кедергісі арқылы желінің бір сымы жерге тұйықталған, адам бойымен өтетін тоқ (13) тұжырымдамамен анықталады, мұндағы r₂ параллель қосылған r₂ және r_зм кедергілерінің эквивалентімен ауыстырылуы қажет:

Нәтижесінде алатынымыз:

Нәтижесінде жерге тұйықталмаған сымның қауіптілігі жоғары екендігі көрінеді.

 

Жауабы: 1)  = 0,021 А; 2)  = 0,62 А. Әдебиеттер: [4, 5, 12].

Тапсырма

Бір фазалық электр тораптарының қауіптілігін талдау

Есеп 1. Адам жерден оқшауланған бір фазалық екі сымды желінің сымына жанасқан (сурет 1, а).

Берілгені: R_h=1000 Ом; r ₁ = r ₂= r. r:1, 10, 20 және 40 кОм мәндері кезінде U_пр жанасу кернеуін анықтау қажет.