От чего зависит величина напряжения прикосновения

17. Напряжение прикосновения, причины его возникновения, способы

защиты персонала объектов связи от напряжения прикосновения.

Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Опасность такого прикосновения оценивается значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения и зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (т.е. заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей относительно земли и т.д.

Причины возникновения: 1. Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением в результате:

ошибочных действий при проведении работ;

неисправности защитных средств.

2. Появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате:

повреждения изоляции токоведущих частей;

замыкания фазы сети на землю;

падения провода, находящегося под напряжением, на конструктивные части электрооборудования и др.

3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате: ошибочного включения отключенной установки;

замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями;

разряда молнии в электроустановку и др.

Защитное заземление предназначено для снижения опасности поражения человека электрическим током в случае его прикосновения к корпусу электроустановки, которая оказалась под током. Поэтому для обеспечения защиты человека от поражения электрическим током корпус установки заземляется через защитное заземление (защитное устройство).

18. Определить напряжение прикосновения человека к корпусу электроустановки в 3-фазной сети переменного тока при пробое на корпус установки фазы.

18.1. Корпус электроустановки изолирован от «земли», нейтраль сети

заземлена. Сопротивление обуви Ro, пола Rп (табл. П1.5). Сопротивление

нейтрали сети Rт = 4 Ом.

При рассмотрении сети 3-фазного переменного тока с заземленной нейтралью и изолированным от «земли» корпусом электроустановки при замыкании одной из фаз на корпус видно, что сопротивление тела человека R_ч включено последовательно с сопротивлением защитных средств R_зс (R_зс = R_о + R_п, где R_о и R_п – сопротивления обуви и пола), заземлителя R_T и может быть определено по формуле

18.2. Корпус электроустановки заземлен RТ1 = … (табл. П1.5). Сеть с заземленной нейтралью.

Так как сопротивление тела человека R_ч намного больше сопротивления защитного заземления R_Т1, то в этом случае большая часть тока будет проходить по цепи R_Т1. R_Т и меньшая – через тело человека. Поэтому напряжение, падающее на сопротивлении R_Т1, и является напряжением прикосновения U_пр, которое определяется по формуле

18.3. В сети с изолированной нейтралью корпус электроустановки за-

землен. Сопротивления обуви Ro = 1,0 кОм, пола Rп = 1,5 кОм, фазных про-

водов RА = 0,35 МОм, RВ = 0,5МОм, RС = 0,45МОм относительно «земли»

определяется по формуле

I_ч = 3U_ф / (3R_ч + R_и) = U_л / (3R_ч + R_и)

и напряжение прикосновения определяется по формуле

18.4. Начертить схемы прикосновения человека к корпусу электроус-

тановки. Оценить опасность прикосновения человека при пробое фазы на

корпус электроустановки и влияние на величину напряжения прикоснове-

ния сопротивлений обуви, пола, фазных проводов и сопротивления зазем-

Прикосновение человека к корпусу электроустановки, находящемуся под напряжением, вызовет прохождение тока через тело человека и может быть причиной травматического случая. Для предотвращения поражения людей электрическим током выполняют защитное заземление, зануление или защитное отключение электроустановки.

Сопротивление пола и обуви уменьшает пропускную способность тока через человека.

10. Определить уровень шума в случаях:

10.1. В аппаратном зале объекта связи установлено «5» вентиляторных

равноудаленных установок с уровнем шума L1 = 65 дБ каждая

При наличии одинаковых источников шума суммарный уровень его громкости в равноудаленной от источников точке, т.е. каждый в отдельности создает на рабочем месте одинаковый уровень звукового давления, определяется по формуле:

где, L_i – уровень шума одного источника;

n – число источников шума.

L=65+10lg 4=65+6.02=71,02 дБ

Уровень шума 71,02 дБ.

10.2. В аппаратном зале установлены три вентиляторные установки с

уровнями шума L1 = 94 дБ, L2 = 89 дБ, L3 = 85 дБ. Определить суммарный уровень шума от трех вентиляторных установок в аппаратном зале.

Уровень суммы нескольких величин определяются по их уровням Li= 1,2. n

Логарифмические уровни звукового давления или звуковой мощности непосредственно суммировать нельзя. Поэтому суммарный уровень звукового давления от нескольких источников шума, создающих в данной точке уровни звукового давления L_i , определяют по формуле

где n — количество складываемых величин.

Суммарный уровень шума от трех вентиляторных установок в аппаратном зале =95.59 дБ

Определение уровня шума ΔL двух источников.

L1 =89 дБ, L2 =85

Суммарный уровень шума L_общ при совместном действии двух источников с уровнями L₁ и L₂ (дБ)

где L₁ — наибольший из двух суммируемых уровней, ΔL — поправка, зависящая от разности уровней:

Уровнь шума двух источников 90,5дБ

10.3. Уровень шума от двигающегося по магистрали транспорта на

расстоянии r1 = 1 м, cоставляет L1 = 105 дБ

Определить уровень шума у стен здания объекта связи, находящегося

на расстоянии r2 = 95 м от магистрали и в аппаратных, если звукоизоляция

стен, оконных и дверных проемов U составляет 60 дБ.

Если известен уровень звука L1 на расстоянии r1 от источника шума, то уровень шума на расстоянии r2 можно рассчитать по формуле:

L₂=110-20lg39.55=70.45 дБ уровень шума возле стены

В помещении уровень шума = 10.45дБ

13. Оценить опасность прикосновения человека к фазным проводам

3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью (Линейное

напряжение Uл = 380 В, напряжение фазы Uф = 220 В, сопротивление тела человека Rh = 1000 Ом)

13.1 Определить величину тока, протекающего через тело человека при

однополюсном прикосновении к фазному проводу, если сопротивление изо-

ляции фазных проводов относительно «земли» RА = RВ = RС = Rиз = 0,5 МОм, сопротивления обуви, пола равны «0» (Rо = 0 Ом, Rп = 0 Ом)

Протекающий через тело человека, будет определяться по формуле

I_ч=3*220/(3*1000+500000)=0,0013=1,3мA

Итак, в случае прикосновения к одному из фазных проводов 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью человек находится под защитой изоляции фазных проводов относительно «земли». При хорошей изоляции проводов прикосновение человека к одной из фаз в сетях с изолированной нейтралью и напряжением до 1000 В практически считается безопасным.

13.2. Оценить влияние сопротивления изоляции проводов RA, RB, RС,

обуви и пола (Ro и Rп) на опасность однополюсного прикосновения в 3-фазных сетях с изолированной нейтралью.

в случае прикосновения человека к фазному проводу трѐхфазной сети с изолированной нейтралью ток будет:

I_ч=220/(1000+200000+50000+(251000/3))=220/= 0,65A

Влияние сопротивления изоляции прямолинейно.

13.3. Начертить схему однополюсного прикосновения человека к фаз-

ному проводу 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью

(по варианту задания).

13.4. Определить величину тока, протекающего через тело человека,

при однополюсном прикосновении к фазному проводу А

3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью при замыка-

нии фазы В (табл. П1.5) на «землю»:

а) RА = RВ = RС = Rиз = 0,5 Мом; Ro = 0 Ом; Rп = 0 Ом;

В случае замыкания одного из проводов на «землю», например фазы «В», человек, касаясь неповрежденной фазы, практически попадает под линейное напряжение U_л (U_АВ), поэтому ток I_ч, проходящий через его тело, определяется по формуле

Защитную роль в данном случае могут сыграть сопротивления обуви R_о и пола R_п. С учетом этих сопротивлений ток I_ч, проходящий через тело человека, определяется по формуле

б) RА = RВ = RС = Rиз = 0,5 Мом; Ro = … кОм; Rп = …кОм (табл. П1.5).

Iч=380/(1000+50000+200000)=0,0015А=1,5мА- не смертельно.

13.5. Начертить схему однополюсного прикосновения человека к фаз-

ному проводу (по варианту задания) при замыкании одного провода на «землю».

14. Определить величину тока, протекающего через тело человека, при

двухполюсном прикосновении к фазным проводам 3-фазной сети перемен-

ного тока (табл. П1.5) [1, С. 13, 16]:

а) с изолированной нейтралью;

б) с заземленной нейтралью;

в) сделать выводы о защитной роли сопротивления изоляции прово-

дов, обуви и пола (табл. П5);

г) начертить схему двухполюсного прикосновения человека к 3-фазной

сети переменного тока с изолированной и заземленной нейтралью

1) С изолированной нетралью.

Величина тока, протекающего через тело человека, определяется только линейным напряжением, под которое попадает человек, и определяется по формуле I_ч = U_л / R_ч.

В этом случае параметры сети, кроме напряжения, определяющего величину силы тока, протекающего через тело человека, на безопасность влияния не оказывают.

I_ч = 380/1000=380 мА –смертельно.

2) С заземленной нетралью.

Человек находится под линейным напряжением U_л и ток через тело человека I_ч протекает по цепи: фаза А – «рука – рука» – фаза С. В этом случае величина тока I_ч, протекающего через тело человека, зависит от величины линейного напряжения U_л, сопротивления тела человека R_ч и определяется по формуле

Сопротивление обуви R_о, пола R_п, сопротивления изоляции фаз и режим работы нейтрали влияния на величину тока, протекающего через тело человека, не оказывают.

I_{ч=380/1000=380 мА — смертельно.}

18. Определить напряжение прикосновения человека к корпусу электроустановки в 3-фазной сети переменного тока при пробое на корпус установки фазы.

18.1. Корпус электроустановки изолирован от «земли», нейтраль сети

заземлена. Сопротивление обуви Ro, пола Rп (табл. П1.5). Сопротивление

нейтрали сети Rт = 4 Ом.

При рассмотрении сети 3-фазного переменного тока с заземленной нейтралью и изолированным от «земли» корпусом электроустановки при замыкании одной из фаз на корпус видно, что сопротивление тела человека R_ч включено последовательно с сопротивлением защитных средств R_зс (R_зс = R_о + R_п, где R_о и R_п – сопротивления обуви и пола), заземлителя R_T и может быть определено по формуле

18.2. Корпус электроустановки заземлен RТ1 = … (табл. П1.5). Сеть с заземленной нейтралью.

Так как сопротивление тела человека R_ч намного больше сопротивления защитного заземления R_Т1, то в этом случае большая часть тока будет проходить по цепи R_Т1. R_Т и меньшая – через тело человека. Поэтому напряжение, падающее на сопротивлении R_Т1, и является напряжением прикосновения U_пр, которое определяется по формуле

18.3. В сети с изолированной нейтралью корпус электроустановки за-

землен. Сопротивления обуви Ro = 1,0 кОм, пола Rп = 1,5 кОм, фазных про-

водов RА = 0,45 МОм, RВ = 0,3 МОм, RС = 0,35 МОм относительно «земли»

определяется по формуле

I_ч = 3U_ф / (3R_ч + R_и) = U_л / (3R_ч + R_и)

и напряжение прикосновения определяется по формуле

18.4. Начертить схемы прикосновения человека к корпусу электроус-

тановки. Оценить опасность прикосновения человека при пробое фазы на

корпус электроустановки и влияние на величину напряжения прикоснове-

ния сопротивлений обуви, пола, фазных проводов и сопротивления зазем-

Прикосновение человека к корпусу электроустановки, находящемуся под напряжением, вызовет прохождение тока через тело человека и может быть причиной травматического случая. Для предотвращения поражения людей электрическим током выполняют защитное заземление, зануление или защитное отключение электроустановки.

Сопротивление пола и обуви уменьшает пропускную способность тока через человека.

Напряжение прикосновения

Если человек касается одновременно двух точек, между которыми существует разность потенциалов, этот человек попадает под напряжение прикосновения. При этом образуется замкнутая цепь, и через тело человека проходит ток. Величина этого тока зависит от схемы включения, т.е. от того, каких частей электроустановки касается человек, а также от параметров электрической сети.

При прикосновении к токоведущим частям электроустановок наиболее
тяжелым является двухполюсное касание человеком токоведущих частей
(рисунок 2.3).

Рисунок 3 – Двухполюсное прикосновение к токоведущим частям в трехфазной сети с изолированной нейтралью

Рисунок 4 – Однополюсное прикосновение к токоведущим частям в трехфазной сети с изолированной нейтралью

В этом случае величина тока, проходящего через человека, достигает предельного значения и определяется выражением

где I_h – ток, проходящий через тело человека, А;

U_Л – линейное напряжение, В;

U_ф – фазное напряжение, В;

R_h – сопротивление тела человека, Ом.

При U – 220 В и R_h – 1000 Ом ток, проходящий через тело человека, составит:

т.е. это значение превышает пороговое значение предельно допустимого тока при длительности воздействия на человека более 0,2 с (ГОСТ 12.1.038-82).

Мерой, повышающей безопасность обслуживающего персонала, может быть понижение рабочего напряжения установки, однако это не всегда можно осуществить. Наиболее распространенной мерой является применение изолированных защитных средств.

Чаще встречаются случаи однополосного прикосновения. На рисунке 2.4 приведена схема однополосного прикосновения в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, которые широко применяются на железнодорожном транспорте и транспортном строительстве. При касании человека провода 1 образуется замкнутая электрическая цепь: обмотка трансформатора фазы 1- провод 1-человек-земля-активное и емкостное сопротивления фазы 2 и 3 относительно земли (r₂, r₃, x_c2, x_c3) — провод 2 и 3 — обмотки трансформатора второй и третьей фаз. По этой цепи будет протекать ток I_h, определяющий опасность при однополосном прикосновении.

В воздушных сетях напряжением до 1000 В емкость фаз относительно земли можно приравнять к нулю и соответственно x_c1=x_c2=x_c3 = ∞, а активное сопротивление изоляции фаз относительно земли r₁ =r₂ = r₃ =r.

Ток через тело человека для этого случая составит

где r – сопротивление изоляции фаз относительно земли.

Из выражения (5) сопротивление изоляции фаз можно определить

Если принять максимально допустимый для человека ток 1 мА, то для обеспечения безопасности необходимо, чтобы сопротивление изоляции фаз относительно земли при U = 220 В и R_h = 1000 Ом было не менее

Величина сопротивления изоляции электроустановок нормируется выше, чем 0,5 мОм.

Если при прикосновении человека к фазе одновременно произойдет пробой другой фазы на землю (т.е. сопротивление изоляции этой фазы относительно земли =0), то человек окажется под линейным напряжением. Тогда ток, протекающий через тело человека, определяется по формуле:

Присоединение к незаземленному корпусу электрооборудования в таких сетях равносильно прикосновению к токоведущим частям.

При прикосновении человека к заземленному корпусу, оказавшемуся под напряжением, напряжение прикосновения может быть определено по выражению:

Так как человек касается корпуса, то потенциал руки есть потенциал корпуса или напряжение относительно земли, т.е.

где х₃ – расстояние от центра до поверхности электрода.

Если ноги человека находятся на расстоянии х от центра заземлителя, то их потенциал находим из (1).

На рисунке 5 показано несколько корпусов потребителей (электродвигателей), присоединенных к заземлителю R₃. Потенциалы на поверхности грунта при замыкании на корпус любого потребителя распределяются по кривой 1. Потенциалы всех корпусов одинаковы, так как корпуса электрически связаны между собой заземляющим проводом, падением напряжения в котором можно пренебречь.

Рисунок 5 – Напряжение прикосновения к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением;

I – кривая распределения потенциалов;

II – кривая распределения прикосновения.

Чтобы получить значения напряжения прикосновения к корпусам надо согласно (7) из напряжения относительно земли вычесть потенциал точки грунта, на которой стоит человек. Для человека, стоящего над заземлителем, напряжение прикосновения равно нулю, так как потенциал рук и ног одинаков и равен потенциалу корпусов.

По мере удаления от заземлителя напряжение прикосновения возрастает, и у последнего (третьего) корпуса оно равно напряжению относительно земли, потому что человек стоит на земле и потенциал его ног равен нулю, т.е. из (7) имеем:

Если в (8) подставить значение потенциала рук и ног и , то получим напряжение прикосновения:

В (10) первый множитель представляет собой напряжение корпуса относительно земли U₃, второй множитель обозначим и назовем коэффициентом напряжения прикосновения.

Подставив эти значения в (10), получим:

Таким образом, U_пр есть часть напряжения относительно земли, так как α₁ ≤ 1.

Во всех случаях контакта человека с частями, находящимися под напряжением, это напряжение прикладывается к цепи, состоящей из сопротивления человека, обуви, пола. А напряжение прикосновения это та часть напряжения, которая приходится в этой цепи непосредственно на тело человека:

Напряжение прикосновения определяется как падение напряжения в сопротивлении тела человека.

Полное сопротивление цепи человека равно

где R – полное сопротивление цепи человека;

R_h – сопротивление человека;

R_об – сопротивление обуви;

R_н – сопротивление пола;

α₂ – коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях цепи человека.

Напряжение прикосновения с учетом дополнительных сопротивлений в цепи человека определяется из выражения:

Коэффициент α₂ может быть определен, если известны сопротивления R_об, R_н. Сопротивления обуви может колебаться в широких пределах — от несколько МОм до нескольких Ом, поэтому в наружных электроустановках, а также сырых помещениях сопротивлением обуви можно пренебречь.

Сопротивление опорной поверхности ног можно определить, если представить ноги человека как два полусферических (радиусом х_Н) заземлителя, включенных параллельно. Тогда

где ρ – удельное сопротивление поверхностного слоя грунта;

x_Н – эквивалентный радиус опорной поверхности ног (х_Н = 7 см).

С некоторым приближением можно использовать это выражение и для учета сопротивления пола, на котором стоит человек.

Ток через человека при прикосновении к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжениям, определяется из выражения (14). Если учесть, что

Таким образом, получена зависимость тока, проходящего через тело человека при случайном прикосновении, от тока замыкания на корпус электрической установки (землю) I_h =ƒ(I₃).

Из соотношения видно, что при увеличении сопротивления заземляющего устройства, например, из-за увеличения удельного электрического сопротивления фунта, ток, проходящий через тело человека, может возрасти только в том случае, сели ток замыкания соответственно не снизится. Эго связано с тем, что увеличенное значение сопротивления заземляющего устройства входит в электрическую цепь замыкания и приведёт к снижению тока в ней.

Необходимо иметь в виду, что ток замыкания электрической сети на землю зависит не только от сопротивления растеканию заземляющего устройства, а также и от других электрических сопротивлений, входящих в электрическую цепь замыкания.

В электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора или генератора возможны два случая вынужденных режимов, в которых могут возникнуть напряжения прикосновения и шага:

— однофазное замыкание на заземляющее устройство,

— при наличии однофазною замыкания на одном электрическом аппарате
возникновение второго замыкания на другом электрическом аппарате.

Вынужденный режим однофазного замыкания на заземляющее устройство в сетях с изолированной нейтралью не является аварийным режимом и может существовать достаточно длительный период. В этом режиме малый ток замыкания определяется высоким электрическим сопротивлением изоляции проводов и, практически не зависит от величины электрического сопротивления заземляющего устройства (рисунок 6).

Рисунок 6 – Замыкание электрической установки на заземляющее устройство в электрической сети с изолированной нейтралью

Это подтверждается соотношением (5) для этого случая, так как ,

Многократное увеличение R _Зиз-за увеличения удельного сопротивления грунта практически не повлияет на величину тока I _З

При неизменной величине тока замыкания, протекающего через заземляющее устройство, напряжение прикосновения будет изменяться прямо пропорционально изменению удельного электрического сопротив­ления грунта, что следует из соотношения (9).

В другом рассматриваемом случае при наличии однофазного замыкания на одном электрическом аппарате и возникновении второго замыкания на другом электрическом аппарате (рисунок 7) неизменным будет напряжение на заземляющем устройстве независимо от величины тока короткого замыкания и удельного сопротивления грунта.

Если принять равенство конструктивных параметров заземляющих устройств, то ток короткого замыкания и напряжение на заземляющем устройстве с достаточной степенью точности можно определить из соотношений

Рисунок 7 – Однофазное замыкание на одном электрическом аппарате и возникновение второго замыкания на другом электрическом аппарате.

В рассмотренном случае напряжение прикосновения не зависит от величины электрического сопротивления, удельного электрического сопротивления грунта и других параметров заземляющего устройства.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Методика измерения напряжения прикосновения

Электричество – одно из наиболее важных открытий человечества, достаточно сказать, что большинство промышленных и бытовых предприятий на сегодняшний день завязаны на энергосистемы. Но в то же время электросети опасны для человека. Опасность, в основном, заключается в аварийных и повреждённых отдельных узлах и элементах сети. Так, обычный пробой в изоляции провода может привести к опасным последствиям для жизни здоровья.

Нарушение изоляции

Электронапряжение, возникающее в организме человека в момент его контакта с проводником под током одновременно в двух точках, называют напряжением прикосновения. Возникнуть такая ситуация может при касании аварийного электрооборудования или кабеля с повреждённой изоляцией.

Фактически же это явление привязано к двум контактным площадкам на проводнике либо к проводнику и к поверхности грунта или пола, где стоит человек, «включившийся» в электросистему.

Что такое напряжение прикосновения

При аварии электрооборудования, повреждении его заземляющей шины или просто нарушении изоляции проводника существует вероятность того, что в месте такого пробоя появится определённое напряжение.

Как пример можно привести человека, который случайно прикоснулся к корпусу повреждённой электроустановки. В этом случае значением напряжения прикосновения будет разность потенциалов в точке касания проводника и на поверхности пола или грунта. При этом напряжение может быть безопасным, при численном значении до 65В переменного тока, и не случится ничего страшного. Но при превышении этого значения напряжение прикосновения может быть крайне опасным. При большем значении параметров этого явления уже стоит использовать защитную спецодежду.

При удалении человека от места заземления установки значение напряжения прикосновения возрастает. Так как за пределами зоны растекания место с положительным значением потенциала при замыкании, значение его будет фактически равно напряжению на приборе.

Напряжение прикосновения

Интересно. Многим знаком гонор опытных электриков, которые при определённых условиях могут трогать оголённые провода голой рукой или вставлять металлические стержни в бытовую розетку. Дело в том, что при достаточном сопротивлении тела и при наличии проводимого пола напряжение прикосновения крайне невелико, но нужно отметить, что оценить на глаз параметры тока и разницы потенциалов, а также учесть сопротивление тела человека в определённых условиях крайне сложно, повторять такие «фокусы» нельзя!

Измерения напряжения прикосновения

Главная СтатьиИзмерения напряжения прикосновения

1. Цель проведения измерения:

Измерения напряжения прикосновения проводятся после монтажа, переустройства и капитального ремонта заземляющего устройства, но не реже 1 раза в 6 лет. Измерения производятся на присоединенных естественных заземлителях и тросах ВЛ.

2.Применяемые средства защиты и измерения, приборы, приспособления:

Для измерения напряжения прикосновения используются:

— стальная пластина 25х25 см;

— медная сетка 25х25 см;

— мегаомметр MIC-2500.

1. Подготовка рабочего места и основные меры безопасности при проведении испытаний и измерений:

— ознакомление со схемой и проектной документацией (тех. документация предприятия изготовителя, проект, cогласованный с УГЭН, протоколы предыдущих испытаний и т.п.);

— выполнение организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ в электроустановках.

Примечание:

— Работы ОРУ производятся со снятием напряжения, по наряду — допуску.

1. Подготовка приборов к работе.

Подготовка прибора MIC-2500 к работе:

— проверка клейма поверки СИ и отсутствия видимых повреждений корпуса и измерительных проводов;

— проверка напряжения источника питания.

При измерении напряжения прикосновения на территории ОРУ 110 кВ и выше, питание которого осуществляется от одной или нескольких ВЛ, токовый электрод переносится от края заземлителя не менее чем на 2Д.

Если подстанция располагается на территории промышленного предприятия, на застроенной территории, то для уменьшения наводки напряжения на токовую цепь рабочим током ВЛ токовый электрод переносится не менее чем на 200 м от подстанции и примерно на 100 м в сторону от питающих ВЛ.

Если измерения выполняются на ОРУ 110 кВ, с шин которого осуществляется питание нагрузки, а питание шин в свою очередь осуществляется от автотрансформатора с высшим напряжением 220-1150 кВ, токовый электрод можно присоединять к нейтрали питающего автотрансформатора.

Проводники токовой и потенциальной цепей должны подключаться к заземленному оборудованию отдельными струбцинами, при этом проводник токовой цепи присоединяется к заземляющему проводнику. Проводник потенциальной цепи может быть подсоединен к этому же заземляющему проводнику или к любой точке металлоконструкции, т.е. к месту возможного прикосновения.

При измерении на нерабочем месте токовый вывод Т2 прибора присоединяется к заземляющей шинке корпуса ближайшего оборудования, по которой может протекать ток КЗ.

Потенциальная цепь от вывода П1 прибора подсоединяется к пластине, имитирующей стопы ног человека, размером 25 см × 25 см, которая располагается примерно в 1 м от оборудования. Основание под пластиной должно быть выровнено и увлажнено 250 мл воды. Пластина должна быть выполнена таким образом, чтобы при измерениях на ней мог располагаться человек, создающий необходимое давление, которое должно быть не менее 50 кгс/см2.

Напряжения прикосновения необходимо измерять в контрольных точках, в которых эти значения определены расчетом при проектировании. Кроме того, рекомендуется производить измерения на всех рабочих и нерабочих местах.

При измерениях на подстанциях 110 кВ и выше выводы П1 и П2 измерительного прибора должны быть шунтированы резистором 1 кОм, как это показано на рис. 1. В приборах ПИНП и ЭКО-200 этот резистор встроен.

Для определения сопротивления основания собирается схема, показанная на рис. 2. Определение сопротивления основания рекомендуется производить у каждой точки измерения. Сопротивление Rосн измеряется мегомметром либо с помощью прибора ОНП-1 (в этом случае к заземляющему проводнику присоединяются выводы П1 и Т1, а к основанию П2, Т2).

При измерении значений напряжений прикосновения Uпр изм на частоте, отличной от промышленной (прибор КДЗ-1), необходимо производить пересчет измеренных значений на истинные значения. При этом значение напряжения прикосновения на частоте 50 Гц (Uпр50) определяется по формуле

где Kп – коэффициент пересчета значений напряжения прикосновения с частоты 400 Гц на частоту 50 Гц.

В табл. 1 приведены значения Kп в зависимости от длины заземляющего оборудование проводника L.

Таблица 1

Коэффициент пересчета Kп	Длина проводника L, м
1	0-5
1,05	5-10
1,1	10-15
1,15	15-20
1,2	20-25
1,25	25-30

Полученные значения Unp50 сопоставляются с нормами на напряжение прикосновения.

1. Оформление результатов измерений.

Результаты измерений оформляются протоколом в соответствии ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 и РД 34.43.105-89.

7. Оформление заключения о состоянии электроустановки и соответствии или несоответствии ее требованиям НТД.

Заключение о соответствии или не соответствии результатов измерений принимается на основании сравнения величины напряжения прикосновения, предусмотренного проектом, и величины полученной в результате замеров и последующих расчетов.

Измерение

Для измерения значений потенциалов используются стандартные измерительно-контрольные приборы: амперметр и вольтметр. Оценке подлежит возможное место касания человека с проводником, также измеряются значения на имитации живого организма – металлической пластине с подключённым резистором. Площадь пластины – 625 см2, резистор имитирует организм человека, его сопротивление должно быть эквивалентно сопротивлению тела человека. Для создания тока к проводнику подключается трансформатор, создающий ток критических величин, максимально возможный на данном участке энергосистемы. Так рассчитываются параметры на опасных участках.

Ток прикосновения

Важно! При измерении нельзя нарушать правила техники безопасности, так как используются критические величины тока, опасные для жизни и здоровья человека.

Нормы для проведения замеров

При выборе методики измерений специалисты электролаборатории опираются на следующие нормативные документы и постановления:

1. Сроки, объемы и особенности проведения замеров для всех типов объектов регламентируются ПТЭЭП (приложение №3; пункт 28.10). Измерения могут проводиться в установках с системой TN и TT, свольтажом до 1 кВ, при этом обязательным условием является наличием системы уравнивания/выравнивания потенциалов, предотвращающих возможность поражения током.
2. Выбор контрольных точек для замеров осуществляется с учетом требований п. 1.8.39 ПУЭ (издание 7). Для различных типов электрооборудования с вольтажом до 1 кВ, выполненного в соответствии со всеми действующими нормами на прикосновение напряжения, контрольные точки определяются во время проектирования, при присоединении естественных заземлителей.
3. Предельно допустимые значения величин для установок с различным типом реализации нейтрали приведены в таблицах ГОСТ-а 12.1.0380-82 отдельно для различных режимов и разных токов.

При замерах напряжения сопротивление тела человека моделируется резисторами различных номиналов, с помощью металлических пластин или других моделей.

Электробезопасность

Универсального и абсолютно надёжного способа борьбы с током прикосновения не существует. Оградить человека от возможного поражения, в том числе и со смертельным исходом, призваны следующие меры:

• надежная изоляция токопроводящих линий и корпусов оборудования;
• удаление зоны вероятного появления явления и ограничение доступа к ней;
• расположение формально опасных частей оборудования на высоте;
• информационное ограждение потенциально опасных мест.

Если разбирать эти способы более подробно, то основным и наиболее приоритетным методом борьбы с поражением током прикосновения является обеспечение надёжной изоляции проводников. Сопротивление изоляции обычных проводов подлежит определению по нормам ПУЭ. Так, для кабеля, который работает на значениях до 1 тыс. Вольт, сопротивление изоляционного покрытия должно быть не ниже определенного значения, минимальным из них будет 0,5 МОм. Это создаёт надёжную защиту. Все дело в совокупности сопротивления – если коснуться оголённого провода под током, то величина сопротивления будет определяться лишь собственным сопротивлением организма человека или животного. При наличии изоляции организм человека подключается к проводнику последовательно, сопротивление тела человека в этом случае суммируется с сопротивлением изоляции энергоносителя.

Напряжение прикосновения и шага

Напряжение прикосновения – разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Степень опасности зависит от типа прикосновения и вида сети. Прикосновения могут быть 1- и 2-фазными в 3-фазных сетях а также 1- 2-полюсными в однофазных сетях. Все 2- прикосновения опасны, т.к. в данном случае человек попадает под полное ном. напряжение источника тока.

Возникает в результате эл. замыкания на землю. Эл. замыкание на землю – случайное эл. соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими непроводящими конструкциями неизолированными от земли.

В случае замыкания на землю происходит растекание тока в земле с образованием зоны растекания тока (зона земли, за пределами которой электропотенциал, обусловленный током замыкания на землю может быть условно принят равным нулю). В зоне растекания человек может оказаться под разностью потенциалов на расстоянии шага.

Напряжение между точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек, называется «напряжением шага», величина которого зависит от величины шага прямо пропорционально и обратно пропорционально от расстояния до места замыкания.

Нормирование напряжения прикосновения и токов

Согласно нормативным документам установлены предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов. Их значения определены исходя из реакции ощущения. Предельно допустимыми уровнями для переменного тока: по напряжению не более 2 В, по току не более 0,3мА. Для постоянного тока – 8В, 1мА.

Для работников выполняющих работу при повышенной температуре и влажности указанные значения нормируются в 3 раза меньше. При чем суммарное время воздействия этих величин в течении суток не должно превышать 10 минут.

Основные меры защиты

1. Изоляция токоведущих частей с устройствами непрерывного контроля

Различают виды изоляции:

рабочая – обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения током

дополнительная – предусматривается на случай повреждения рабочей золяции, рабочая+дополнительная=двойная изоляция

усиленная – улучшенная изоляция, которая обеспечивает ту же степень защиты, что и двойная изоляция.

Нормирование изоляция: характеристика – сопротивление изоляции. Предельно допустимые уровни – для катушек контакторов, пускателей, щитов управления, световых и осветительных установок не менее 0,5МОм; для вторичных цепей (рызъединителей и др.) не менее 1МОм.

Контроль изоляции: периодически осуществляется мегаомметрами, при приемосдаточных испытаниях электроустановок после монтажа, ремонта, при обнаружении дефекта, а также в установленные нормативные сроки. Постоянный контроль осущ. приборами, включенными в цепь электроустановки, они подают сигнал о снижении сопративлении изоляции.

2. Ограждение и недоступность токоведущих частей

Оградительные устройства применяются с целью исключения возможности прикосновения к токоведущим цепям. Выполняются в различном исполнении.

3. Эл. разделение сетей

Сети большой протяженности имеют значительные емкости, и даже однофазное прикосновение в таких сетях опасно. Поэтому их разделяют разделительными трансформаторами на отдельные участки, что уменьшает их емкостную составляющую и опасность поражения тока.

4. Применение малых напряжений

Малое напряжение – до 42 В, которое используется для питания инструментов, а также для переносных светильников и местного освещения на станках в помещениях с особой и повышенной опасностью.

5. Электрозащитные средства

Служат для выполнения ремонтных и пусконаладочных работ в действующих электроустановках. По назначению они делятся на изолирующие, ограждающие и вспомогательные. Изолирующие служат для изоляции человека от токоведущих деталей. Бывают основными (изоляция длительно выдерживают рабочее напряжение, для установок до 1000В – изолирующие штанги, изолирующие клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент, боты, указатели напряжения; свыше 1000В – изолирующие штанги, указатели напряжения, клещи) и дополнительные (применяются совместно с основными – коврики, галоши, изолирующие подставки). Ограждающие средства служат для ограждения токоведущих частей и ошибочных операций в каммутационном оборудовании – переносные ограждения, переносные заземления. Вспомогательные служат для защиты от падений с высоты, вспышек света, механических повреждений – пояса, канаты, когти, очки, рукавицы, противогазы.

6. Защитные заземления

8. Защитное отключение

Сигнализация, плакаты и знаки безопасности

Сигнализация предназначена для предупреждения персонала об отсутствии или наличии напряжении.

Плакаты могут быть предупреждающие, запрещающие, предписывающие, указательные.

Блокировка: механическая (самозапирающиеся замки) и электрическая (включает контакты в цепи).

Защитное заземление – преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Заземлению подлежат корпуса приборов, станков, станины, опоры и др.

Принцип действия: снижение уровней напряжений прикосновения относительно земли до допустимых пределов.

Причины оказания корпусов под напряжением:

(рисунок 1 – схема заземления)

В случае пробоя на корпус ток пойдет по двум направлениям: по человеку и защитному заземлению. Сопротивление человека принимается 1 кОм. Сопротивление заземление <=4 Ом либо <=10 Ом. Человек получит удар, но он не будет смертельным.

Нормируемая характеристика – сопротивление. Согласно нормативным документам оно зависит от напряжения в сети и мощности заземляемых установок. Для установок напряжением до 1000 В и мощностью до 100 кВА это сопротивление не должно превышать 10 Ом. Для установок более 1000 В и 100 кВА – 4 Ом.

Чем больше мощность установок, тем меньше должно быть сопротивление защитного заземляющего контура.

Падение напряжения на заземленном оборудовании объясняется тем, что в силу того, что потенциал земли бесконечно велик, то любая заземленная часть, имеющая контакт с землей, на которую наведено напряжение, приведет к его падению отн. земли.

Заземление состоит из защитного заземляющего устройства ( стержневые электроды, которые размещаются по контуру или в линию), к которому подключены все производственные помещения, а к ним крепится оборудование. Все параметры заземления рассчитываются специальными методами. (л.р. №1)

Зануление

Зануление – преднамеренное эл. сопротивление с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

(Рисунок 2 – схема зануления)

Принцип действия: зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате которого срабатывает защита (автомат или предохранитель или реле), которая селективно отключает поврежденный участок сети.

Нулевой защитный проводник нельзя путать с нейтралью, который служит для питания потребителя.

Для надежного отключения и срабатывания защита проводимость проводов выбирается такой, чтобы ток короткого замыкания был как минимум в 3 раза больше номинального тока ближайшего реле, автомата или предохранителя.

Нулевой провод через 20-30 метров повторно заземляется с целью уменьшения напряжения на корпусе в момент кз.

Зануление контролируется аналогично заземлению мегаомметрами.

Защитное отключение

Это быстродействующая защита, применяемая в тех случаях, когда все другие виды защиты трудноосуществимы, ненадежны или когда к электроустановке предъявляются повышенные требования безопасности.

Особенности – быстродействие, чувствительность, помехоустойчивость.

Электротравмы

Электрические системы – это место повышенного риска, любая аварийная ситуация, повреждение изоляции или нарушение правил техники безопасности грозит электротравмой. Это различного рода повреждения организма, нанесённые в ходе воздействия на него электрического тока.

Существуют травмы двух видов:

• местные электротравмы;
• общее поражение электротоком.

К местным электротравмам относят локальные повреждения поверхностных участков кожи: ожоги, металлизация эпидермиса от текущего металла и другие малоприятные вещи. Общие – это обычные удары током, без негативных для организма последствий.

Электричество опасно само по себе. При работе с ним необходимо соблюдать элементарные меры безопасности, более того, стоит полностью следовать нормам ПУЭ при монтаже и обслуживании токоведущих проводников и электрооборудования. При работе в месте, где возможно возникновение напряжения прикосновения обязательно использовать защитную спецодежду и средства. Неаккуратная работа и халатное отношение к энергосети может привести к негативным последствиям, как для здоровья человека, так и для электрооборудования.

От чего зависит величина напряжения прикосновения

Когда человек или животное касается своим телом оголенных токоведущих частей, корпуса прибора, который почему-то оказался под потенциалом, кабеля с поврежденной изоляцией и т.п, а сам, при этом стоит на земле – то разность потенциалов между точкой касания и землей называется напряжением прикосновения.

Иначе говоря, это то напряжение, под которым находятся две оголенные проводящие части не соединенные между собой.

Условия возникновения таковы — корпуса электроприборов обычно заземлены, но повреждения изоляции электрооборудования внутри этих корпусов вызывает появление напряжения прикосновения, когда вы возьметесь рукой за металлическую часть корпуса и связанных с ним металлических частей.

Безопасно ли напряжение прикосновения

Начнем с того, что именно опасно? Напряжение само по себе не представляет особой опасности. Разрушающие и опасные воздействия оказывает электрический ток. Однако от величины напряжения зависит вероятность получить удар током. Безопасным считается напряжение переменного тока 42 Вольта, ранее считали 36 В. Оно применяется для обустройства переносных светильников и для питания электроинструмента, при работе в труднодоступных местах, в гаражах, подвалах, влажных помещениях, а также в местах временных работ. Но напряжение прикосновение и безопасное напряжение для человека это немного разные вещи.

Действие электрического тока на человека губительно, он может вызвать фибриляционное сокращение сердца и смерть, поэтому величины допустимых напряжений и токов прописаны в нормативных документах. Согласно нормам, описанным в ГОСТ 12.1.038-82 напряжение прикосновения в нормальных условиях (без аварий) не должно быть больше:

• при переменном токе с частотой 50 Гц – 2 В (ток – 0,3 мА);
• при переменном токе с частотой 400 Гц – 3 В (ток – 0,4 мА);
• при постоянном токе – 8 В (ток – 1 мА);

Это предельно допустимые значения при воздействии до 10 минут в сутки. Стоит отметить, что для людей, которые работают при температурах больше чем 25°С и относительной влажности более 75% эти значения уменьшают в 3 раза.

Так как напряжение прикосновения измеряется между местом положения человека на земле (его контакта с проводящей поверхностью) и местом касания электрооборудования – из этого следует, что оно зависит от места расположения в помещении, точнее относительно точки заземления. Чем дальше вы стоите в момент, когда коснулись опасного прибора, на чьем корпусе оказался потенциал (от точки заземления), тем больше величина напряжения прикосновения.

Стоит отметить еще несколько определений:

1. Зона растекания. Такая площадь на земле, за пределами которой потенциал, возникший, при протекании тока замыкания на землю, равен нулю. За пределами зоны растекания напряжение прикосновения численно равняется величине потенциала на поверхности, которой касаетесь. . Это напряжение между двумя точками на земле (грунте) вокруг места замыкания токоведущей части на землю. Смысл состоит в том, что если возле вас упал высоковольтный кабель, двигаться от него нужно мелкими приставными шагами, не отрывая ноги друг от друга и от земли, таким образом уменьшая расстояния между шагами. Потенциал от точки замыкания на землю убывает по экспоненте. Это значит, что в месте замыкания на землю – он равен потенциалу замыкаемого проводника, а за пределами зоны растекания нулю. Тогда напряжение между этими двумя точками равняется напряжению замкнутого кабеля.

Вы должны были заметить, что напряжение прикосновения, зона растекания и шаговое напряжение связаны между собой.

Пути снижения опасности

Давайте разберемся, как защитится от напряжения прикосновения. Чтобы снизить опасность возникновения потенциала на корпусах электроприборов нужно, во-первых, обеспечить надежное заземление. Причем сопротивление переходного контакта заземлителя (металлосвязь) не должно превышать 0,01 Ома. Место соединения должно быть надежно закреплено болтом или сваркой, его нужно регулярно проверять.

Во-вторых – прежде чем включать приборы после долгого простоя и вообще старые (более 10 лет) нужно проверить качество изоляции проводов и кабелей, для этого используют мегаомметр. Ориентировочно – сопротивление изоляции должно быть на уровне 1 МОм (мегаом) на 1 кВ. Для электросети 220-380 Вольт достаточно и 0,5 МОм.

Для снижения возможности поражения электрическим током необходимо устанавливать УЗО или дифавтомат. Их назначение – защита людей от поражения током. Но здесь нужна система заземления TN-C-S или TN-S, то есть в сети должны присутствовать отдельные провода PE и N, но никак не совмещенный нулевой провод. Необходимо выполнять требования защиты, иначе УЗО не будет корректно выполнять свои задачи.

Расчет напряжения прикосновения

В сетях с изолированной нейтралью напряжение прикосновения рассчитывается по формуле:

Потенциал земли уменьшается с удалением от точки заземления, это проиллюстрировано на картинке выше. В случае, когда заземлитель один – самое опасное касание будет корпуса того прибора, который расположен от заземлителя дальше всех. Поэтому заземляющих контур должен объединять всю площадь помещения и обеспечивать равномерное уравнивание потенциалов.

Полностью формула, учитывающая все сопротивления (касания, зоны растекания), выглядит следующим образом:

Где a_{1 –} коэффициент U прикосновения, на него влияет форма кривой падения потенциала, a₂ – коэффициент касания, учитывает сопротивление растекания по площади, на которой стоит человек, обуви, изоляции фазы от земли.

В сетях с глухозаземленной нейтралью, когда человек оказывается под действием напряжения ниже чем линейное (при линейном 380В, фазное равно 220В) ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением обуви, пола (земли) и тела.

Способы измерения

При введении и плановых проверках состояния электроустановок проводят измерение напряжения прикосновения, давайте узнаем о порядке измерения. Сначала отключают нулевой провод от электрощита. Затем измеряют сопротивление милиомметром или измерителем заземляющих контуров, типа MRU-101. Затем собирают схему, где на расстоянии не менее 25 м от заземлителя (на рисунке цифра 2) устанавливают штырь на глубину 25-30 см и электрод, аналогичный ступне человека (на рисунке обозначен цифрой 3). Между заземлителем и штырем подают напряжение V1. Вольтметр V2 – напряжение прикосновения. Параллельно ему установлен резистор на 1000 Ом (имитация сопротивления тела человека) и разъединитель (когда он замкнут выполняется измерение).

Так выглядит электрод, который имитирует ступню человека:

Где 1 – прокладка из сукна (влажная), 2 – проводящая пластина из меди, 3 – диэлектрик, 4 – рукоятка, 5 – подключаемый к измерителю провод.

Другой способ называют «метод вольтметра-амперметра». На рисунке R2 – сопротивление тела:

Вольтметр измеряет напряжение прикосновения, амперметр – ток через заземлитель. В качестве источника напряжения можно использовать трансформатор с характеристиками:

• Uвых = 500 В;
• Pном = 100 кВа;

Альтернативы: автономный генератор, трансформатор собственных нужд. Ноль вторичной обмотки – заземлить.

На видео ниже наглядно демонстрируется специальный прибор для измерения напряжения прикосновения:

Чем опасно напряжение прикосновения? Вас может ударить током, ведь на поверхности прибора находится потенциал электропитающей сети. Бытовые приборы с питанием 220, например электроплита, опасны, а промышленные сети 380 вольт и тяжелые условия работы только усугубляют влияние напряжения прикосновения на человека. Для того, чтобы избежать поражения, кроме профилактических мер в электросети нужно иметь минимальный набор средств индивидуальной защиты, например диэлектрические перчатки и ботинки при работе в электроустановках и соблюдать все меры защиты, прописанные в нормативных документах и регламентом предприятия.

Будет полезно прочитать:

Опубликовано 18.02.2018 Обновлено 19.02.2018 Пользователем Александр (администратор)