Исследование опасности поражения человека током в трёхфазных электрических сетях напряжением до 1000 В
Цель работы:
Ознакомиться с приёмами исследования опасности поражения током в трёхфазных сетях переменного тока напряжением до 1000 в и изучить технические способы защиты от такого поражения.
Порядок выполнения
- Ознакомиться с общими сведениями.
- Оценить согласно варианту (табл. 1) по величине тока, проходящего через тело человека, опасность прикосновения к фазе двух типов трёхфазных электросетей:
- четырёхпроводной с глухозаземлённой нейтралью
- трёхпроводной с изолированной нейтралью
В каждой сети рассмотреть с использованием эквивалентных схем по два случая прикосновения:
- с учётом сопротивления обуви (Rоб) и пола (Rпол);
- без учёта сопротивления Rоб и Rпол ( принять их равными нулю) и сделать вывод о влиянии этих сопротивлений на степень поражение электрическим током.
3. Сравнить между собой трёхфазные электросети по степени опасности поражения человека током.
4. Ознакомиться и законспектировать сведения о причинах поражения электрическим током и технических способах и средствах защиты от поражения ими.
Общие сведения
Известно, что электрическая энергия удобнее и безопаснее любой из известных форм энергий. Однако и при её использовании существуют определённая вероятность поражения человека током.
Все случаи поражения человека током являются результатом замыкания электрической цепи через его тело, или, иначе говоря, результатом прикосновения человека к двум точкам цепи, между которыми существует напряжение. Опасность такого прикосновения оценивается силой тока (Ih), проходящего через тело человека. Величину силы тока определяет закон Ома:
, (1)
где U - напряжение, под которое попал человек, В;
R - полное сопротивление участка цепи, элементом которой стал человек, Ом.
Из формулы (1) видно, что сила зависит от двух величин – напряжение и сопротивления. Такая зависимость подсказывает два главных подхода в обеспечении безопасности человека от поражения током – снижение напряжения и увеличение сопротивления. Однако, это самые общие соображения.
Углубляясь же в анализ условий поражения человека током, можно отметить, что степень поражения человека электрическим током зависит от того:
- в какую электрическую сеть он включился;
- каким оказалось включение.
В системе энергоснабжения используются два вида электросетей:
- трёхфазная электросеть с глухозаземлённой нейтралью (4-х проводная);
- трёхфазная электросеть с изолированной нейтралью (3-х проводная).
Глухозаземлённой нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (2 – 8 Ом).
Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству или присоединённая через аппараты, компенсирующие ёмкостный ток в сети, трансформатор напряжения или другие аппараты, имеющие большое сопротивление.
Прикосновение (включение) к токоведущим элементам в трёхфазных сетях может быть однофазным и двухфазным.
Однофазное включение– это прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением .
При этом электрическая цепь тока, проходящего через человека, включает в себя, кроме сопротивления тела человека (Rh), также сопротивление пола (Rпол), сопротивление обуви (Rоб) и заземление нейтрали источника тока (Rо).
В случае прикосновения человека к фазному проводу трёхфазной сети с глухозаземлённой нейтралью ток будет:
, (2)
где Uф - фазное напряжение, В = 220;
Uл - линейное напряжение, В = 380;
Rо = 4 Ом.
А в случае прикосновения человека к фазному проводу трёхфазной сети с изолированной нейтралью ток будет:
, (3)
где Ru - сопротивление изоляции проводов.
Двухфазное включение - это одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением. При этом человек находится под линейным напряжением, которое в раза больше фазного. Такое включение наиболее опасно. Силу тока, проходящего через тело человека, определяют при этом соотношением:
, (4)
где, обозначения те же.
Задачи
N 1. Определить по варианту (табл. 1) силу тока, проходящего через тело человека, при однофазном его прикосновении к неизолированным токоведущим частям трёхфазной электросети с глухозаземлённой нейтралью с учётом и без учёта сопротивлений пола и обуви. После расчётов сделать вывод об их влиянии на степень поражения электрическим током.
N 2. Определить по варианту (табл. 1) силу тока, проходящего через тело человека, при однофазном его прикосновении к неизолированным токоведущим частям электросети с изолированной нейтралью с учётом и без учёта сопротивлений пола и обуви. По результатам расчётов сделать вывод о влиянии сопротивлений пола и обучи на степень опасности поражения током, а также сравнить по степени электробезопасности оба типа электросетей.
Таблица 1
| Показатели
| Варианты
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Сопротивление тела человека, Rh (кОм)
| 1.2
| 0.9
| 1.1
| 1.0
| 1.3
| 0.8
| 0.9
| 1.25
| 1.5
| 1.35
| | Сопротивление изоля-ции проводов, Ru (кОм)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Сопротивление пола Rпол (кОм)
| 1.4
| 1.6
| 2.2
| 2.0
| 1.8
| 1.5
| 2.5
| 2.4
| 3.0
| 3.5
| | Сопротивление обуви, Rоб (кОм)
| 1.5
| 7.5
| 5.5
| 6.0
| 2.5
| 3.0
| 4.0
| 1.9
| 5.0
| 4.8
| | Показатели
| Варианты
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Сопротивление тела человека, Rh (кОм)
| 1,3
| 1,15
| 1,65
| 1,2
| 1,35
| 0.8
| 0.7
| 1.22
| 1.4
| 1.25
| | Сопротивление изоля-ции проводов, Ru (кОм)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Сопротивление пола Rпол (кОм)
| 1.4
| 1.7
| 2.2
| 2.1
| 1.9
| 1.6
| 2.3
| 2.6
| 3.2
| 3.3
| | Сопротивление обуви, Rоб (кОм)
| 1.5
| 6.5
| 5.8
| 6.0
| 2.3
| 3.5
| 3,9
| 2.9
| 4,5
| 4.6
| |