Опасность поражения в электрических сетях различного типа

Оценка безопасности прикосновения к токоведущим частям сводится к определению тока, протекающего через человека, и сравнение его с допустимыми значениями.

Безопасность поражения при прикосновении к токоведущим частям зависит от номинального напряжения электроустановки и режима нейтрали источника питания.

По накалу ПУЭ различают электроустановки (сети) напряжением до 1 кВ и электроустановки напряжением выше 1 кВ. По режиму нейтрали бывают электроустановки (сети) с изолированной нейтралью источника питания (генератора или трансформатора) и глухозаземленной нейтралью источника питания.

Уровень безопасности и степень поражения зависят от того, каким образом произошло включение человека в электрическую сеть. Различают двухфазный (одновременное прикосновение к двум фазам) и однофазовый ощупь (включение) человека к токоведущим частям. Статистка свидетельствует, что чаще случаются однофазному прикосновения. Опасность такого прикосновения в трехфазный сетях в основном зависит от режима нейтрали источника питания (изолированная или глухозаземленной).

Рассмотрим прикосновение к одной фазы в сети с изолированной нейтралью. Для упрощения расчетов считаем, что сеть симметрична, а именно: симметричные и одинаково активные сопротивления изоляции фаз, а также емкости и емкостные сопротивления, то есть для такой сети являются справедливыми следующие уравнения:

Ток, проходящий через тело человека при прикосновении к одной из фаз в нормальном режиме, определяется следующим уравнением в комплексной форме:

где U - фазное напряжение сети; Rh - сопротивление тела человека, Ом; Z - комплекс полного сопротивления относительно земли, Ом.

Анализ уравнения 4.47 показывает, что при симметричных опорах между фазными проводами и землей ток через человека тем меньше, чем больше эти опоры.

прикосновение к фазы в сети с изолированной нейтралью

В сетях напряжением до 1 кВ малой длины емкость проводов относительно земли имела, С = 0, тогда Z = R, сопротивление фазы относительно земли равна активному сопротивлению изоляции и уравнение принимает вид:

где R - активное сопротивление изоляции фаз относительно земли, Ом.

Уравнение (4.48) показывает значение изоляции как фактора безопасности: чем выше сопротивление изоляции Я, тем меньше будет ток через человека. Поэтому короткие воздушные сети с изолированной нейтралью, малой емкостью, высоким сопротивлением изоляции не представляют значительной опасности при прикосновении к фазе.

Сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей Д0, поэтому при прикосновении человека к фазе ток через нее практически не зависит от сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли (рис. 4.15).

В этом случае ток через человека:

где R0 - рабочее заземление нейтрали, Ом.

Поскольку сопротивление тела человека не ниже 1 кОм, а сопротивление заземления нейтрали не превышает 10 кОм, человек в этом случае находится практически под фазовой напряжением, слишком опасным.

Учитывая все сказанное, можно сделать вывод, что в нормальном режиме значительно безопаснее является сеть с изолированной нейтралью, малой емкости и с надежной изоляцией по сравнению с сетью с глухозаземленной нейтралью.

Прикосновение человека в сети с изолированной нейтралью напряжением до 1 кВ

В аварийном режиме сети с изолированной нейтралью является, наоборот, более опасными, потому что в этом случае человек попадает под линейное напряжение. При замыкании одной из фаз на землю в сети устанавливается режим, при котором одна из фаз приобретает потенциала земли, а две другие - линейные потенциалы Uл.

Увеличение напряжения двух "неповрежденных" фаз в √3 недопустимо, поскольку фазовая изоляция рассчитана на линейное напряжение Uл; однофазному потребители нагрузки подпадают под значительное напряжение, увеличивается опасность поражения электрическим током вследствие увеличения напряжения от фазного Uф к линейной Uл.

В период аварийного режима работы более безопасной является чотирипроводова сеть с глухозаземленной нейтралью, поскольку человек попадает в этом случае под фазовую напряжение.

Сети с глухозаземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить надежную изоляцию проводов по причине высокой влажности, агрессивности среды и т.п., или когда нельзя быстро найти и устранить повреждения изоляции, когда емкостные токи - большие (кабельные линии). Это городские и сельские сети, сети крупных предприятий и тому подобное.

Двухфазный прикосновение человека к сети, независимо от режима нейтрали, всегда опасен, потому что человек оказывается под линейным напряжением Uл.

В сетях с напряжением выше 1000 В с технологических требований и требований техники безопасности предпочтение следует предоставить сетям с глухозаземленной нейтралью (обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка реле защиты).

В цепях с напряжением свыше 1000 В через большую емкость между проводами и землей защитная роль изоляции проводов полностью теряется и для человека одинаково опасным прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и глухоизольованою нейтралью, то есть прикосновение к таким сетям равнозначно прикосновения к обкладок трансформатора .

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >