La gravedad de la descarga eléctrica está determinada en gran medida por el esquema de incluir a una persona en el circuito. Los circuitos que se forman cuando una persona entra en contacto con un conductor de circuitos dependen del tipo de sistema de alimentación utilizado.

Las más utilizadas son las redes de cuatro hilos con un voltaje de 380/220 V. ¿Qué es? Cuatro cables van desde la fuente de energía eléctrica hasta los consumidores, tres de los cuales se denominan fase y uno es cero. El voltaje entre dos cables de fase es de 380V (este voltaje se llama lineal), y entre el cable neutro y cualquiera de los cables de fase es de 220V (este voltaje se llama fase).

Para alimentar instalaciones de iluminación, televisores, refrigeradores, se utiliza una red monofásica: un cable de una fase y un cable neutro (es decir, 220 V). Las redes eléctricas más comunes en las que el cable neutro está conectado a tierra. Tocar el cable neutro prácticamente no representa ningún peligro para los humanos; solo el cable de fase es peligroso. Sin embargo, es difícil determinar cuál de los dos cables es cero: tienen el mismo aspecto. Esto se hace usando un dispositivo especial: un determinador de fase.

Considere posibles esquemas para incluir a una persona en un circuito eléctrico al tocar los conductores de corriente de una red monofásica (dos hilos). El más raro, pero también el más peligroso, es el contacto de una persona con dos cables o conductores de corriente conectados a ellos.

Suponga que decide reparar el cableado: aísle los cables, repare o instale un nuevo enchufe e interruptor, pero olvidó apagar la fuente de alimentación. Al realizar el trabajo de instalación, tocó el cable de fase con una mano y el cable neutro con la otra. Una corriente fluirá a través de ti a lo largo del camino de mano a mano, es decir, la resistencia del circuito incluirá solo la resistencia del cuerpo. Si tomamos la resistencia del cuerpo a 1 kOhm (esta cifra generalmente se toma en los cálculos), entonces, de acuerdo con la ley de Ohm, la corriente fluirá a través de usted:

Yo (corriente) \u003d 220 V: 1000 Ohm \u003d 0.22 A \u003d 220 mA.

es mortal corriente peligrosa. La gravedad de la lesión eléctrica, e incluso tu vida, dependerá, en primer lugar, de la rapidez con la que te deshagas del contacto con el conductor de corriente (romper el circuito eléctrico), porque el tiempo de exposición en este caso es determinante.

Cuando trabaje con cableado eléctrico, asegúrese de apagar la fuente de alimentación y cuelgue una señal de advertencia en el interruptor: "No encienda, las personas están trabajando", o más bien, coloque un observador.

Se pueden producir descargas eléctricas al reparar electrodomésticos (aspiradoras, cafeteras, lavadoras), televisores y equipos de radio. Sabes muy bien que es imposible trabajar bajo tensión, y apagaste la fuente de alimentación con el interruptor del aparato eléctrico. Sin embargo, en este caso, el voltaje estará en los contactos de entrada del interruptor. En el proceso de trabajo, puede olvidarse de él y tocarlos o presionar accidentalmente el interruptor y encender la corriente eléctrica. La tensión en algunos elementos del equipamiento doméstico puede alcanzar valores muy elevados. Por ejemplo, el voltaje suministrado al tubo de rayos catódicos de un televisor, un monitor de PC alcanza 15000-18000 V.

La reparación de electrodomésticos, equipos de televisión y radio, equipos eléctricos solo se puede realizar con el enchufe eléctrico del dispositivo retirado del tomacorriente.

Con mucha más frecuencia, hay casos en que una persona con una mano entra en contacto con un cable de fase o parte de un dispositivo, un aparato que está conectado eléctricamente a él.

Decides perforar un agujero con un taladro eléctrico. Hacía mucho tiempo que no usaba el taladro, pero estaba en buenas condiciones. Su trabajo puede completarse con éxito y terminar con una descarga eléctrica de diversa gravedad, desde un golpe leve hasta la muerte. ¿Por qué podría suceder esto? El aislamiento envejece con el tiempo y sus propiedades aislantes se deterioran (disminuye la resistencia eléctrica). El aislamiento se deteriora especialmente rápido cuando se mantiene en una habitación húmeda o en un ambiente agresivo (por ejemplo, en un ambiente de vapores de ácido sulfúrico) durante mucho tiempo. El polvo conductivo, el agua que entró en el taladro puede cerrar el conductor de fase al cuerpo (mango) del taladro. El aislamiento de los cables conductores puede ser masticado por un ratón. Si el cuerpo del taladro eléctrico es de metal, en realidad entra en contacto con el cable de fase, si es de plástico, puede ocurrir un contacto eléctrico si la integridad del cuerpo está rota (grieta) o si el cuerpo está mojado.

¿Cómo fluirá la corriente a través de una persona y qué circuito eléctrico se formará? Si la manecilla de segundos también descansa sobre el cuerpo del taladro o no toca ningún otro objeto conductor, la corriente fluirá a lo largo de la trayectoria del brazo a los pies. La corriente a través de una persona, zapatos, base (piso), estructuras de hormigón armado del edificio drenará hacia el suelo y a través de él hacia el cable neutro (después de todo, el cable neutro está conectado a tierra). Se forma un circuito eléctrico cerrado, cuya magnitud de corriente estará determinada por su resistencia eléctrica total. Si se para sobre un piso de madera seco con zapatos secos aislantes (cuero, caucho), la resistencia del circuito será grande y la intensidad de la corriente, según la ley de Ohm, será pequeña.

Por ejemplo, la resistencia del piso es de 30 kOhm, los zapatos de cuero de 100 kOhm, la resistencia humana es de 1 kOhm. La corriente que fluirá a través de una persona:

Yo (corriente) \u003d 220 V: (30000 + 100000 + 1000) Ohm \u003d 0.00168 A \u003d 1.68 mA.

Esta corriente está cerca del umbral de corriente perceptible. Sentirá el flujo de corriente, dejará de funcionar, solucionará el problema.

Si te paras descalzo sobre suelo húmedo, una corriente fluirá a través de tu cuerpo:

Yo (corriente) \u003d 220 V: (3000 + 1000) Ohm \u003d 0.055 A \u003d 55 mA.

Esta corriente puede causar daño a los pulmones y al corazón, y con una exposición prolongada, la muerte. Si está parado sobre suelo húmedo con botas de goma secas e intactas, una corriente fluirá a través de su cuerpo:

Yo (corriente) \u003d 220 V: (500000 + 1000) Ohm \u003d \u003d 0.0004 A \u003d 0.4 mA.

Puede que no sientas el flujo de tal corriente. Pero una pequeña grieta o pinchazo en la suela de una bota puede reducir drásticamente la resistencia de la suela de goma y hacer que el trabajo sea peligroso.

Antes de comenzar a trabajar en dispositivos eléctricos (especialmente aquellos que no han estado en funcionamiento durante mucho tiempo), deben inspeccionarse cuidadosamente para detectar daños en el aislamiento. Los dispositivos eléctricos deben limpiarse de polvo y, si están mojados, secarse. ¡Los dispositivos eléctricos húmedos no deben operarse! Es mejor almacenar herramientas eléctricas, electrodomésticos, equipos en bolsas de plástico para evitar que entre polvo o humedad. El trabajo debe realizarse con zapatos secos. Si tiene dudas sobre la confiabilidad de un dispositivo eléctrico, debe ir a lo seguro: coloque un piso de madera seco o una alfombra de goma debajo de sus pies. Puedes usar guantes de goma.

Otro patrón de flujo de corriente ocurre cuando su otra mano toca un objeto altamente conductivo que está conectado eléctricamente a tierra. Puede ser una tubería de agua, un radiador, una pared de garaje de metal, etc. La corriente fluye a lo largo del camino de menor resistencia eléctrica. Estos objetos están casi en cortocircuito a tierra, su resistencia eléctrica es muy pequeña. El camino del flujo de corriente a través del cuerpo en este caso es "mano-mano", es decir, prácticamente coincide con el caso de contacto simultáneo de manos con dos cables: fase y cero. Como se mostró anteriormente, la corriente puede alcanzar los 220 mA, es decir, mortal. En una habitación húmeda, incluso las estructuras de madera se vuelven buenas conductoras de electricidad.

Trabajar en habitaciones húmedas, en presencia de objetos bien conductores conectados a tierra cerca de una persona, representa un peligro excepcionalmente alto y requiere el cumplimiento de medidas de seguridad eléctrica más estrictas. A menudo, en tales habitaciones se usan voltajes bajos: 36 y 12 voltios.

Cuando trabaje con dispositivos eléctricos, no toque objetos que puedan estar conectados eléctricamente a tierra.

Hemos considerado lejos de todos los esquemas posibles de redes eléctricas y opciones táctiles. En la fabricación, es posible que tenga que lidiar con circuitos eléctricos más complejos que transportan voltajes mucho más altos y, por lo tanto, son más peligrosos. Sin embargo, las principales conclusiones y recomendaciones para garantizar la seguridad son casi las mismas.

Cuestiones de control de salida.

1. ¿Qué tipo de contacto con conductores vivos es el más peligroso para una persona?

2. ¿Por qué tocar objetos conectados a tierra (por ejemplo, una tubería de agua) cuando se trabaja con dispositivos eléctricos aumenta drásticamente el riesgo de descarga eléctrica?

3. ¿Por qué es necesario quitar el enchufe eléctrico del tomacorriente cuando se reparan equipos eléctricos?

4. ¿Por qué debo usar zapatos cuando trabajo con dispositivos eléctricos?

5. ¿Cómo puedo reducir el riesgo de descarga eléctrica?

6. ¿Qué reglas de seguridad eléctrica deben observarse al operar dispositivos eléctricos?

7. Un hombre, mientras estaba en una bañera llena de agua, decidió afeitarse con una afeitadora eléctrica. ¿Qué puede pasar y cuál es el peligro de una descarga eléctrica para un hombre?

8. La niña se bañó y, descalza sobre el suelo de baldosas mojadas, decidió secarse el pelo con un secador de pelo. Evaluar el peligro y las posibles consecuencias.

9. Cuente los casos de descarga eléctrica que le sucedieron a usted oa otras personas. ¿Cuál fue la causa de la derrota y qué reglas de seguridad eléctrica se violaron?

10. Siguiendo las instrucciones del maestro, quien establece los parámetros de la red y el esquema para que una persona toque cables u objetos vivos, evalúe el riesgo de descarga eléctrica.

I. En los automóviles se utiliza corriente eléctrica continua con un voltaje de 12V. El polo negativo del automóvil está conectado a la carrocería del automóvil, el polo positivo está conectado al cableado eléctrico aislado. Evalúe el peligro de tal corriente para una persona.

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9.2. Esquemas de la posible inclusión de una persona en un circuito de corriente eléctrica.

Durante el funcionamiento de las instalaciones eléctricas, no se descarta la posibilidad de que una persona toque accidentalmente partes vivas que estén energizadas. El contacto será más peligroso si una persona está parada en el suelo o sobre una base conductora (piso, plataforma) y sus zapatos tienen cierta conductividad eléctrica.

El contacto humano con partes activas puede ser monofásico (unipolar en circuitos de CC) o bifásico (bipolar). En ambos casos, se forma un circuito eléctrico, una de cuyas secciones será el cuerpo humano. El camino actual a través de una persona en el primer caso puede ser "brazo - piernas". En el segundo caso - "mano - mano". También son posibles otros esquemas para incluir a una persona en un circuito eléctrico, por ejemplo, al tocar partes conductoras de corriente con la cara, el cuello, la espalda, etc., o al encender "pierna - pierna".

Con una conexión bifásica (bipolar), una persona se encuentra bajo la tensión de funcionamiento total de la instalación eléctrica y la corriente que la atraviesa será igual a

I personas \u003d U l / R personas, (9.1)

donde U l - voltaje lineal; R personas - la resistencia del cuerpo humano.

Con un contacto unipolar (monofásico), que es más común, la corriente que circula por una persona dependerá no solo del voltaje de la instalación eléctrica y de la resistencia del cuerpo humano, sino también de otros factores: el neutro modo de la fuente de alimentación, el estado del aislamiento de la red, el estado (conductividad eléctrica) del piso, los zapatos humanos, la humedad del aire, etc.

El paso de corriente a través de una persona es consecuencia de que ésta toca al menos dos puntos del circuito eléctrico, entre los cuales existe cierta diferencia de potencial (voltaje).

El peligro de tal toque es ambiguo y depende de una serie de factores:

esquemas para incluir a una persona en un circuito eléctrico;

tensión de red;

esquemas de la propia red;

modo de red neutral;

el grado de aislamiento de las partes conductoras de corriente del suelo;

capacitancia de las partes portadoras de corriente en relación con el suelo.

Clasificación de redes con tensión hasta 1000 V

Redes monofásicas

Las redes monofásicas se dividen en dos hilos y un solo hilo.

dos hilos

Las redes de dos hilos se dividen en aisladas del suelo y con un cable puesto a tierra.

tierra aislada

con cable a tierra

Estas redes son ampliamente utilizadas en la economía nacional, comenzando con el suministro de energía de baja tensión de herramientas portátiles y terminando con el suministro de energía de potentes consumidores monofásicos.

Un solo cable

En el caso de una red de un solo cable, el papel del segundo cable lo desempeña la tierra, el riel, etc.

red monofásica. un solo cable

Estas redes se utilizan principalmente en el transporte electrificado (locomotoras eléctricas, tranvías, metro, etc.).

Redes trifásicas

Según el modo neutro de la fuente de corriente y la presencia de un conductor neutro o neutro, se pueden realizar cuatro esquemas.

Punto neutro de la fuente de corriente- un punto, las tensiones en las que, en relación con todas las fases, son las mismas en valor absoluto.

Punto cero de la fuente de corriente- punto neutro puesto a tierra.

Un conductor conectado a un punto neutro se llama conductor neutro (neutro) y a un punto cero, un conductor neutro.

1. Red trifilar con neutro aislado

2. Siéntese de tres hilos con neutro conectado a tierra

3. Red de cuatro hilos con neutro aislado

4. Red de cuatro hilos con neutro puesto a tierra

En voltajes de hasta 1000 V, los circuitos "1" y "4" se utilizan en nuestro país.

Esquemas para incluir a una persona en un circuito eléctrico.

Toque bifásico- entre dos fases de la red eléctrica. Como regla, el más peligroso porque hay un voltaje de línea. Sin embargo, estos casos son bastante raros.

contacto monofásico- entre fase y tierra. Esto supone la existencia de una conexión eléctrica entre la red y la tierra.

Para más información sobre los esquemas de inclusión de una persona en una cadena, ver Dolin P.A. Fundamentos de seguridad en instalaciones eléctricas.

Redes monofásicas

suelo aislado

Modo normal

Cuanto mejor sea el aislamiento de los cables con respecto a tierra, menor será el peligro de un contacto monofásico con el cable.
Tocar a una persona con un cable con una alta resistencia de aislamiento eléctrico es más peligroso.

Modo de emergencia

Cuando un cable tiene un cortocircuito a tierra, una persona que toca un cable en funcionamiento está bajo un voltaje igual a casi el voltaje total de la línea, independientemente de la resistencia de aislamiento de los cables.

con cable a tierra

Tocar un cable sin conexión a tierra

En este caso, la persona está casi bajo el voltaje total de la red.

Tocar un cable a tierra

En condiciones normales, tocar un cable conectado a tierra prácticamente no es peligroso.

Tocar un cable conectado a tierra. Operación de emergencia

En caso de cortocircuito, la tensión en el cable de tierra puede alcanzar valores peligrosos.

Redes trifásicas

con neutro aislado

Modo normal

El peligro de contacto está determinado por la resistencia eléctrica total de los cables con respecto a tierra, con un aumento de la resistencia, el peligro de contacto disminuye.

Modo de emergencia

El voltaje de contacto es casi igual al voltaje de línea de la red. El caso más peligroso.

con neutro a tierra

Modo normal

En este caso, una persona se encuentra prácticamente bajo la tensión de fase de la red.

Modo de emergencia

El valor de la tensión de contacto se encuentra entre las tensiones de línea y de fase, depende de la relación entre la resistencia de defecto a tierra y la resistencia de tierra.

Medidas para garantizar la seguridad eléctrica

Exclusión del contacto humano con partes conductoras de corriente.
Se implementa ubicando las partes conductoras de corriente en lugares inaccesibles (en altura, en canaletas de cables, conductos, tuberías, etc.)

Uso de voltajes bajos (12, 24, 36 V).
Por ejemplo, para accionar herramientas manuales en habitaciones con mayor riesgo de descarga eléctrica.

Uso de doble aislamiento.
Por ejemplo, la ejecución de una instalación eléctrica vivienda a partir de un dieléctrico.

Uso de equipo de protección personal.
Antes de utilizar los EPP, es necesario asegurarse de que estén en buen estado, integridad y también verificar el tiempo de verificación anterior y posterior del instrumento.

Equipo de protección básico proporcionar protección inmediata contra descargas eléctricas.
Equipo de protección adicional no pueden proporcionar seguridad por sí mismos, pero pueden ayudar con el uso de activos fijos.

Control de aislamiento de equipos y redes.
- Control de salida.
- Planeado.
- Extraordinario, etc

Separación protectora de redes.
Le permite reducir la capacitancia de las líneas cerca de los consumidores de energía eléctrica.

Conexión a tierra de protección: una conexión eléctrica deliberada de partes metálicas que no conducen corriente que pueden energizarse con tierra o su equivalente (popularmente sobre conexión a tierra en geektimes.ru).

En redes de hasta 1000 V, la puesta a tierra de protección se utiliza en redes con aislado neutral.
El principio de funcionamiento es reducir la tensión de contacto a un valor seguro.

Cuando no es posible la puesta a tierra, por motivos de protección, se iguala el potencial de la base sobre la que se apoya la persona y el equipo elevando. Por ejemplo, conectar una canasta de reparación a un conductor de fase de una línea eléctrica.

Los conductores de puesta a tierra se dividen en:
una. Artificiales, destinadas directamente a la puesta a tierra.
b. Objetos de metal natural en el suelo para otros fines que pueden utilizarse como conductores de puesta a tierra. Excepciones según el criterio de riesgo de incendio y explosión (gasoductos, etc.).

La resistencia de puesta a tierra no debe ser superior a unos pocos ohmios. Al mismo tiempo, como resultado de la corrosión, la resistencia del electrodo de tierra aumenta con el tiempo. Por lo tanto, su valor debe ser monitoreado periódicamente (invierno/verano).

Conexión a tierra de protección: una conexión deliberada de partes metálicas que no conducen corriente que pueden energizarse con un conductor de protección cero puesto a tierra repetidamente.

Alcance - Instalaciones eléctricas con neutro puesto a tierra con tensión hasta 1000V.

El principio de funcionamiento es la transformación de un cortocircuito a la carcasa del equipo en un cortocircuito monofásico, con el consiguiente apagado del equipo cuando se supera la intensidad de corriente máxima admisible.

La protección de corriente se implementa con interruptores automáticos o fusibles. Atención especial es necesario prestar atención a la elección del espesor del conductor de protección neutro suficiente para conducir la corriente de cortocircuito.

El uso de RCD (dispositivos de corriente residual).

Este tipo de protección se activa cuando las corrientes entrantes y salientes en el circuito monitoreado no coinciden en magnitud, es decir, cuando hay una fuga de corriente. Por ejemplo, cuando una persona toca un cable de fase, parte de la corriente pasa por el circuito principal hacia tierra, lo que hace que el equipo se apague en el circuito controlado. Más detalles.

Durante el funcionamiento de las instalaciones eléctricas, no se descarta la posibilidad de que una persona toque partes vivas bajo tensión. En la mayoría de los casos, es peligroso tocar partes activas cuando una persona está de pie en el suelo, y los zapatos P tienen cierta conductividad eléctrica.

En las condiciones de un complejo turístico Los dos esquemas más típicos para conectar el cuerpo humano en un circuito eléctrico: Entre dos hilos 1 entre un hilo y tierra. En redes trifásicas corriente alterna El primer circuito se llama - inclusión bifásica, y el segundo - monofásico. En la industria hotelera, además de las redes de CA trifásicas, las redes de CA monofásicas se utilizan ampliamente para alimentar diversos electrodomésticos (aspiradoras, refrigeradores, planchas).

El esquema para incluir a una persona en una red monofásica de dos hilos aislada del suelo se muestra en la fig. 4.1.

Arroz. 4.1. Una persona que toca el cable de una red monofásica de dos cables durante su modo de operación: a - normal; b - emergencia; A, N - designación de cables.

Se obtienen redes similares utilizando transformadores de aislamiento. En condiciones normales de funcionamiento y buen aislamiento de los cables, tocar uno de ellos reduce el riesgo de descarga eléctrica.

En el modo de emergencia (Fig. 4.1, b), cuando uno de los cables está bloqueado a tierra, su aislamiento resulta ser desviado por la resistencia del cable a tierra, que, como siempre, es tan pequeña que puede ser tomado igual a cero. Para crear redes monofásicas de dos hilos con un cable puesto a tierra, se utilizan transformadores monofásicos, y para obtener un voltaje de 220, las redes intrafásicas se conectan a los cables de fase y neutro. En ambos casos, surge un circuito eléctrico, una de cuyas secciones es el cuerpo humano. El camino actual a través del cuerpo humano en el primer caso puede ser "brazo - pierna", y en el segundo - "brazo - brazo". También son posibles otros casos de inclusión de una persona en un circuito eléctrico, por ejemplo, tocar partes conductoras de corriente con la cara, la cabeza, el cuello o conectar la ruta de corriente de pierna a pie.

Redes trifásicas de cuatro hilos con neutro puesto a tierra. Con un contacto bifásico (bipolar), una persona está bajo el voltaje de funcionamiento total de la instalación. Con el contacto unipolar, que ocurre con mayor frecuencia, la corriente depende no solo del voltaje de instalación y la resistencia del cuerpo humano, sino también del modo neutral, el estado del aislamiento de la red, los pisos y los zapatos humanos.

Considere las características de varias redes eléctricas. En el complejo turístico, hay cuatro redes principales con una tensión de neutro firmemente puesta a tierra de hasta 1000 V, por ejemplo, 380/220 V. La fuente de alimentación es un transformador reductor trifásico, cuyos devanados secundarios están conectados por un "estrella". El neutro del devanado secundario del transformador reductor (por ejemplo, 1000/400 V) está firmemente conectado a tierra, lo que determina el modo en que el voltaje de cualquier fase de la red secundaria con respecto a tierra no supera el voltaje de fase. , es decir, para un transformador con un voltaje secundario de 400 V, no será más de 230 V (al consumidor 220 V). Además, en caso de falla de aislamiento entre los devanados primario y secundario cuando el neutro está puesto a tierra, la tensión más alta va a la red secundaria en relación con la tierra, se reduce significativamente debido a la pequeña resistencia de puesta a tierra del neutro (2.4.8). ohmios o más para una tensión de red trifásica de 660, 380 y 220 V (Gosstandart 12.1.030-81)).

En la fig. 4.2.

Arroz. 4.2. Inclusión monofásica de una persona en una red con un neutro firmemente conectado a tierra de fuentes de alimentación (transformador).

Debido a la baja resistencia de la corriente de propagación de la puesta a tierra de trabajo del neutro en comparación con la resistencia del cuerpo humano, es igual a cero. El contacto de una persona que está de pie en el suelo (o en una estructura puesta a tierra, piso) provoca un circuito eléctrico cerrado: devanado de suministro de energía - cable de línea - cuerpo humano - tierra - cable - conexión a tierra de trabajo - devanado de fuente. En la sección del circuito del "cuerpo humano", se ve afectado por un voltaje de fase de la red de 220 V. Si al mismo tiempo los zapatos de la persona son eléctricamente conductores, entonces el piso o la estructura sobre la que se encuentra también será eléctricamente conductor. , y casi todo el voltaje se aplicará a la persona a lo largo del camino "manos - piernas". Si, en condiciones adversas, la resistencia del cuerpo humano es de 1000 ohmios, entonces pasará una corriente igual a 220 mA, que es mortal para él. Si la resistencia de los zapatos y el piso en total son comparables a la resistencia del cuerpo humano, entonces la corriente a través de él será menor. Por ejemplo, con una alta resistencia de la sección "zapatos - piso" (10,000 ohmios), la corriente a través de una persona será de 20 mA. es decir, mucho menos peligrosa, pero provoca dolor, convulsiones y, en algunos casos, la incapacidad de la víctima para liberarse de forma independiente de la acción de la corriente. Esto demuestra que un contacto humano monofásico con una red con un neutro bien conectado a tierra es siempre peligroso.

En la práctica, en el funcionamiento de las instalaciones eléctricas, pueden darse casos de cortocircuitos a tierra de partes conductoras de corriente, por ejemplo, a través del cuerpo del receptor de alimentación o de la estructura metálica del cableado eléctrico. Si dicho circuito resulta ser sordo, es decir, una pequeña resistencia transitoria, entonces la instalación se apaga mediante un cortocircuito monofásico por la máxima protección de arroyo (el fusible se funde o el interruptor automático se apaga). Después de eso, se restablece el funcionamiento normal de la otra red eléctrica.

Los niveles máximos permitidos de voltaje y corriente de contacto durante la operación de emergencia de instalaciones eléctricas industriales y domésticas en complejos turísticos con voltaje de hasta 1000 V y una frecuencia de 50 Hz no deben exceder los valores especificados en la Tabla. 4.1 (Gosstandart 12.1.038-82).

Tabla 4.1.

Niveles máximos permitidos de voltaje y corriente de contacto

	Valor normalizado		Duración actual, s	Valor normalizado

Redes trifásicas con el neutro aislado de tierra.

La colocación de energía eléctrica en la segunda etapa del suministro de energía a empresas industriales, ciudades y pueblos se realiza mediante cables (en ciudades) o líneas aéreas (en pueblos) a la tensión nominal de los receptores de energía (transformadores reductores de empresas, zonas residenciales) a 6, 10 ó 35 kV. Estas redes eléctricas se realizan con neutros aislados de tierra I fases de fuentes de alimentación (transformadores de subestaciones regionales del sistema eléctrico) o neutros puestos a tierra a través de resistencias inductivas significativas, se encienden para reducir la capacitancia de la corriente componente de una sola falla a tierra de fase.

En caso de defecto a tierra monofásico en una red con neutro aislado de tierra, circulará una corriente en el punto del defecto a tierra, provocada por la tensión de funcionamiento de la instalación y la conductividad de las fases respecto a tierra.

Las redes con un neutro aislado son bastante efectivas con una longitud relativamente pequeña. En este caso, podemos tomar la capacitancia de los cables con respecto a tierra como cero, y la resistencia de los cables es lo suficientemente grande.

En la fig. 4.3 muestra la inclusión de una persona en redes trifásicas con un neutro aislado.

Arroz. 4.3. Una persona que toca un cable de una red trifásica de 3 cables con un neutro aislado durante el funcionamiento normal A. B, C: designación de cables.

En redes con neutro aislado, durante el funcionamiento normal, el peligro de descarga eléctrica para una persona tocó una de las fases. depende de la resistencia del conductor con respecto a tierra, es decir, al aumentar la resistencia, el peligro disminuye.

La puesta a tierra de protección es una de las medidas de protección contra descargas eléctricas para una persona cuando toca piezas metálicas no conductoras con aislamiento dañado (por ejemplo, un cortocircuito en la carcasa). El propósito de esta puesta a tierra es conectar eléctricamente intencionalmente a tierra o partes metálicas no conductoras equivalentes a TE que puedan ser energizadas por medio de dispositivos puestos a tierra (combinación de electrodo de tierra y conductores de tierra). Uno o más electrodos de metal (por ejemplo, varillas de acero, tuberías) que están en el suelo sirven como conductor de puesta a tierra, proporcionando una resistencia transitoria suficientemente baja. La resistencia de un dispositivo puesto a tierra se denomina resistencia total y consiste en la resistencia de propagación de la corriente de tierra y la resistencia de los conductores puestos a tierra.

Considere la acción de la puesta a tierra de protección. Si la carcasa del motor eléctrico (aparato de cubierta de cable) no tiene una conexión confiable a tierra y, como resultado del daño del aislamiento, tiene contacto con la parte conductora, entonces conmutación monofásica persona en el circuito.

En la red, cuando ocurre una falla a tierra, ocurre una falla a tierra monofásica.

Debido a la corriente relativamente pequeña que fluye a tierra, establecido por la defensa no se apagará y seguirá funcionando en modo de emergencia. Pero una corriente fluye a través del cuerpo de una máquina o aparato con aislamiento dañado, y aparecerá un voltaje relativo a tierra entre el cuerpo 1 (Fig. 4.4).

Arroz. 4.4. Cortocircuito en la carcasa del motor eléctrico conectado a una red con neutro aislado.

Una persona que estará expuesta al voltaje de contacto, que puede ser significativo y depende de dónde estén los pies de la persona, así como de la conductividad eléctrica (resistencia) de los zapatos. Como siempre, el voltaje de contacto es menor que el voltaje de tierra.

Por lo tanto, la magnitud del valor de voltaje de la caja conectada a tierra en relación con la tierra y, por lo tanto, el voltaje de contacto, depende de la resistencia de la tierra, y el voltaje de contacto depende de la resistencia del dispositivo conectado a tierra. Para que el voltaje de toque sea lo más bajo posible, es necesario tener una baja resistencia del dispositivo puesto a tierra. Las instalaciones eléctricas no están conectadas a tierra a un voltaje de 42 V y menos de CA 1 110 V y menos de CC en todas las habitaciones y condiciones de trabajo sin mayor peligro.

Partes del equipo eléctrico a ser puestas a tierra. La puesta a tierra está sujeta a: casos de máquinas eléctricas, transformadores, dispositivos; accionamientos de dispositivos eléctricos y devanados secundarios de transformadores de soldadura; marcos de tableros distribuidos, tableros de control, gabinetes de iluminación y fuerza; estructuras metálicas de dispositivos distribuidos de líneas de cable. No están sujetos a puesta a tierra: los accesorios de suspensión y los aisladores de apoyo; soportes y accesorios de iluminación cuando se instalen sobre soportes y estructuras de madera; equipo eléctrico, instalado en estructuras metálicas puestas a tierra, si se proporciona un contacto eléctrico confiable en los puntos de contacto con ellos de partes metálicas que no conducen corriente del equipo eléctrico. Las cajas de instrumentos de medición eléctrica y relés instalados en tableros, en gabinetes 1, paredes de cámaras de interruptores tampoco están sujetas a puesta a tierra; cajas de receptores eléctricos con aislamiento doble o reforzado, por ejemplo, taladros eléctricos, lavadoras, máquinas de afeitar eléctricas.

La colmatación en instalaciones y redes eléctricas con tensión hasta 1000 V es una conexión eléctrica deliberada de elementos metálicos no conductores de corriente de la instalación, normalmente aislados de partes vivas que no están energizadas (carcasas de equipos eléctricos, estructuras de cables), con cero conductor de protección

El conductor de protección cero en instalaciones eléctricas con voltaje de hasta 1000 V es un conductor que conecta partes conectadas a tierra (carcasas de equipos eléctricos) con un punto neutro firmemente conectado a tierra del devanado de la fuente de corriente (generador o transformador) o su equivalente (Gosstandart 12.1.030-811 Gosstandart 12.1.009-76).

En instalaciones eléctricas con hilo neutro fuertemente puesto a tierra, al cerrarse a piezas estructurales metálicas puestas a tierra no conductoras de corriente, se debe asegurar el apagado automático de los equipos con aislamiento dañado, ya que esto provoca un cortocircuito monofásico.

Cero cables de tierra de protección directamente en las fuentes de energía, es decir, en subestaciones o plantas eléctricas. Además de la conexión a tierra de trabajo principal del neutro, es necesario volver a conectar a tierra el cable neutro en la red, lo que reduce la resistencia total de conexión a tierra del neutro y sirve como conexión a tierra de respaldo en caso de una ruptura en el cable de conexión a tierra neutral (Fig. 4.5).

Arroz. 4.5. diagrama de circuito sedimentación protectora: 1 - instalación eléctrica; 2 - máxima protección contra inyección de tinta

La puesta a tierra en líneas aéreas se realiza cada 250 m de su longitud, en sus extremos, en ramales y ramales de la red de líneas de alta tensión con una longitud de ramales de 200 m 1 más, así como en las entradas de aire líneas en la casa.

Cuando la energía se suministra a través de líneas de cable con un voltaje de 380/220 V, la puesta a tierra del cable neutro se realiza en la introducción a las instalaciones en las que se proporciona el dispositivo para neutralizar los aparatos eléctricos. Dentro de estas habitaciones debe haber una línea para volver a poner a tierra el cable neutro, al que se conectan los objetos apropiados para la puesta a tierra.

Para volver a conectar a tierra el cable neutro, si es posible, use electrodos de tierra naturales, excluyendo las redes de CC, donde la nueva conexión a tierra debe usarse solo con electrodos de tierra artificiales. La resistencia del dispositivo de puesta a tierra de cada una de las puestas a tierra repetidas no debe exceder los 10 ohmios.

Teniendo en cuenta que una corriente pasa a través del cable neutro, incluso con una carga desigual, mucho menor que en los cables de fase, la sección transversal del cable de trabajo cero para las cuatro líneas principales se elige para que sea aproximadamente la mitad de la intersección de los cables de fase. En ramales monofásicos de la red, el paso fase - cero del hilo neutro debe ser el mismo que el hilo de fase, ya que por él pasa una corriente, que es igual a la corriente del hilo de fase.

La resistencia de los cables puestos a tierra debe ser tan pequeña que cuando una fase se cortocircuite a la caja, la corriente de un cortocircuito monofásico sea suficiente para la operación instantánea de la protección contra sobrecorriente. Según PUE. La corriente del circuito fase - cero cuando se cortocircuita al cuerpo debe ser al menos 3 veces la corriente nominal del fusible correspondiente.

Al proteger la instalación eléctrica con un interruptor automático, los cables neutros se seleccionan para que en el bucle de fase cero proporcionen una corriente de cortocircuito que no supere la corriente de inserción del interruptor en 1,4 veces.

En las dos ramas principales, fase - cero, que alimentan receptores eléctricos monofásicos, se instala un dispositivo de protección (fusible, interruptores unipolares) solo en el cable de fase, si hay partes en esta rama que están sujetas a puesta a cero. Para fines de seguridad eléctrica, al montar cartuchos de lámparas, el cable de fase se conecta al contacto central del cartucho (talón) y el cable cero se conecta a la parte roscada del cartucho. Esto evitará un accidente si la base de la lámpara se toca accidentalmente (por ejemplo, durante el reemplazo de P) sin desconectarla de la red eléctrica. Al poner a cero, las ramas separadas del cable neutro deben conectarse a los accesorios iluminados y no usar un cable neutro conductor para este propósito.

Los esquemas de inclusión en el circuito actual pueden ser diferentes. Sin embargo, los más característicos son los esquemas de conexión: entre dos fases y entre una fase y tierra (Fig. 1). Eso sí, en el segundo caso, se supone que existe una conexión eléctrica entre la red y tierra.

El primer circuito corresponde a un contacto bifásico, y el segundo, a uno monofásico.

El voltaje entre dos partes conductoras o entre una parte conductora y tierra cuando una persona o animal las toca al mismo tiempo se llama voltaje de contacto (tu etc.).

El contacto bifásico, ceteris paribus, es más peligroso, ya que el mayor voltaje en esta red se aplica al cuerpo humano: lineal, y la corriente a través de una persona, siendo independiente del esquema de la red, el modo neutral y otros factores, es de la mayor importancia:

donde
- tensión de línea, es decir voltaje entre los cables de fase de la red, V;

tu F - tensión de fase, es decir voltaje entre el principio y el final de un devanado de la fuente de corriente (transformador o generador) o entre los cables de fase y neutro de la red, V;

R h- resistencia del cuerpo humano, Ohm.

Arroz. 6.1. Casos de persona que toca partes vivas bajo tensión: a - inclusión bifásica: b y c - inclusiones monofásicas

Los casos de contacto bifásico son muy raros y no pueden servir como base para evaluar las condiciones de seguridad de las redes. Suelen producirse en instalaciones de hasta 1000 V como consecuencia del trabajo bajo tensión, el uso de equipos de protección defectuosos, así como el funcionamiento de equipos con partes conductoras de corriente desnudas desprotegidas (interruptores automáticos abiertos, terminales desprotegidos de transformadores de soldadura, etc.). .).

El contacto monofásico, ceteris paribus, es menos peligroso que el bifásico, ya que la corriente que pasa por una persona está limitada por la influencia de muchos factores. Sin embargo, el contacto monofásico ocurre con mucha más frecuencia y es el esquema principal en el que las personas resultan lesionadas por la corriente en redes de cualquier voltaje. Por lo tanto, a continuación se analizan únicamente los casos de contacto monofásico. En este caso, se consideran permitidas las dos redes de corriente trifásica con tensiones de hasta 1000 V: cuatro hilos con neutro sólidamente puesto a tierra y tres hilos con neutro aislado.

6.2.4. Redes trifásicas con neutro sólidamente puesto a tierra

En una red trifásica de cuatro hilos con neutro sólidamente puesto a tierra, el cálculo de la tensión de contacto tu etc. , y Actual yo h pasando a través de una persona, en caso de tocar una de las fases (Fig. 6.2), es más fácil realizar el método simbólico (complejo).

Consideremos el caso más general, cuando la resistencia de aislamiento de los cables, así como la capacitancia de los cables con respecto a tierra, no son iguales entre sí, es decir

r 1 ≠ r 2 ≠ r 3 ≠ r norte ; DE 1 ≠ DE 2 ≠ DE 3 ≠ DE norte ≠ 0,

donde r 1 , r 2 , r 3 , r norte- resistencia de aislamiento de los cables PEN de fase L y cero (combinados), Ohm;

C 1 , C 2 , C 3 , C norte - capacidades dispersas de los cables PEN de fase L y cero (combinados) con respecto a tierra, F.

Entonces las conductividades totales de los hilos de fase y neutro con respecto a tierra en forma compleja serán:

;
;
;

donde w- frecuencia angular, rad/s;

j - unidad imaginaria igual a (
).

Arroz. 6.2. Una persona que toca un cable de fase de una red trifásica de cuatro cables con un neutro conectado a tierra durante la operación normal: a - diagrama de red; b - circuito equivalente; L1, L2, L3, - conductores de fase; LÁPIZ - cable neutro (combinado).

Las conductividades totales de la puesta a tierra del cuerpo neutro y humano son iguales, respectivamente.

;
,

donde r 0 - resistencia de puesta a tierra del neutro, Ohm.

El componente capacitivo de la conductividad humana puede despreciarse debido a su pequeño valor.

Cuando una persona toca una de las fases, por ejemplo, el conductor de fase L1, el voltaje bajo el cual estará determinado por la expresión

, (6.1)

La corriente se encuentra por la formula

donde - voltaje complejo de la fase 1 (voltaje de fase), V;

- tensión compleja entre el neutro de la fuente de corriente y tierra (entre los puntos 00" en el circuito equivalente).

Utilizando el conocido método de dos nodos, se puede expresar de la siguiente manera:

Teniendo en cuenta que para un sistema trifásico simétrico

;
;
,

donde tu F - tensión de fase de la fuente (módulo), V;

a - operador de fase que tiene en cuenta el cambio de fase, donde

,

tendremos igualdad

.

Sustituyendo este valor en (6.1), obtenemos la ecuación deseada de la tensión de contacto en forma compleja, actuando sobre una persona que ha tocado el conductor de fase L1 de una red trifásica de cuatro hilos con neutro puesto a tierra:

. (6.2)

La corriente que pasa por una persona, la obtenemos si multiplicamos esta expresión por Y h :

. (6.3)

En el modo normal de operación de la red, la conductividad de los cables de fase y neutro con respecto a tierra en comparación con la conductividad de la puesta a tierra neutra tiene valores muy pequeños y, con algunas suposiciones, puede equipararse a cero, es decir.

Y 1 = Y 2 = Y 3 = Y norte = 0

En este caso, las ecuaciones (6.2) y (6.3) se vuelven mucho más simples. Entonces, el voltaje de contacto será

,

o (en forma real)

, (6.4)

y la corriente es

(6.5)

De acuerdo con los requisitos de la PUE, el valor de la resistencia r 0 no debe exceder los 8 ohmios, la resistencia del cuerpo humano R h , no cae por debajo de unos pocos cientos de ohmios. Por lo tanto, sin un gran error en las ecuaciones (6.4) y (6.5), podemos despreciar el valor r 0 y supongamos que al tocar una de las fases de una red trifásica de cuatro hilos con neutro puesto a tierra, una persona se encuentra prácticamente bajo tensión de fasetu F , y la corriente que lo atraviesa es igual al cociente de la divisióntu F enR h .

De la ecuación (6.5) se sigue una conclusión más: la corriente que pasa a través de una persona que ha tocado la fase de una red trifásica de cuatro hilos con un neutro puesto a tierra durante su funcionamiento normal prácticamente no cambia con un cambio en la resistencia de aislamiento y la capacitancia de los cables con respecto a tierra, si se mantiene la condición de que las conductividades totales de los hilos con respecto a tierra sean muy pequeñas en comparación con la puesta a tierra del neutro de la red de conductividad.

En este caso, la seguridad de la resistencia de los zapatos, suelo (piso) y otras resistencias en el circuito eléctrico humano se incrementa significativamente.

Un cortocircuito total a tierra en una red con un neutro sólidamente conectado a tierra hace poco para cambiar el voltaje de las fases en relación con la tierra.

En modo de emergencia, cuando una de las fases de la red, por ejemplo, el conductor de fase L3 (Fig. 6.3, a), se cierra a tierra a través de una resistencia activa relativamente pequeña r gp, y una persona toca el conductor de fase L1, la ecuación (6.2) tomará la siguiente forma:

.

Aquí también aceptamos que Y 1 , Y 2 y Y norte pequeño en comparación con Y 0 , es decir. igualado a cero.

Después de hacer las transformaciones oportunas y teniendo en cuenta que

,
y
,

obtener el voltaje de contacto en forma real

.

Para simplificar esta expresión, supongamos que

.

Como resultado, finalmente obtenemos que el voltaje tu etc. es igual

. (6.6)

La corriente que pasa a través de una persona está determinada por la fórmula

. (6.7)

Arroz. 6.3. Una persona que toca un cable de fase de una red trifásica de cuatro cables con neutro puesto a tierra en modo de emergencia: a - diagrama de red; b - diagrama de voltaje vectorial.

Consideremos dos casos típicos.

Si la resistencia de los cables a tierra r gp ser considerado igual a cero, entonces la ecuación (6.6) toma la forma

.

Por lo tanto, en este caso, una persona estará bajo la influencia del voltaje lineal de la red.

2. Si igualamos a cero la resistencia de puesta a tierra del neutro r 0 , entonces de la ecuación (6.6) obtenemos que tu notario público = tu F , aquellos. el voltaje bajo el que estará una persona será igual al voltaje de fase.

Sin embargo, en condiciones prácticas de resistencia r gp y r 0 siempre mayor que cero, entonces el voltaje bajo el cual una persona toca un cable de fase de trabajo de una red trifásica con un neutro conectado a tierra durante el modo de emergencia siempre es menor que lineal, pero mayor que la fase, es decir.

> tu etc. > tu F . (6.8)

Esta posición se ilustra mediante el diagrama vectorial que se muestra en la fig. 6.3, b y correspondiente al caso en estudio. Cabe señalar que esta conclusión también se deriva de la ecuación (6.6). Entonces, para valores pequeños r gp y r 0 comparado con R h , el primer término en el denominador puede despreciarse. Entonces la fracción para cualquier razón r gp y r 0 siempre será mayor que uno, pero menor
, es decir. obtenemos la expresión (6.8).