Nasilenie porażenia prądem w dużej mierze zależy od schematu włączenia osoby do obwodu. Obwody powstające, gdy osoba styka się z przewodnikiem obwodów, zależą od rodzaju zastosowanego systemu zasilania.

Najszerzej stosowane są sieci czteroprzewodowe o napięciu 380/220 V. Co to jest? Cztery przewody biegną od źródła energii elektrycznej do konsumentów, z których trzy nazywane są fazami, a jeden to zero. Napięcie między dwoma przewodami fazowymi wynosi 380 V (napięcie to nazywamy liniowym), a między przewodem neutralnym a dowolnym przewodem fazowym wynosi 220 V (takie napięcie nazywamy fazą).

Do zasilania instalacji oświetleniowych, telewizorów, lodówek używana jest sieć jednofazowa - przewód jednofazowy i przewód neutralny (czyli 220 V). Najpopularniejsze sieci elektryczne, w których przewód neutralny jest uziemiony. Dotknięcie przewodu neutralnego praktycznie nie stanowi zagrożenia dla ludzi; niebezpieczny jest tylko przewód fazowy. Trudno jednak ustalić, który z dwóch drutów jest zerowy - wyglądają tak samo. Odbywa się to za pomocą specjalnego urządzenia - określacza fazy.

Rozważ możliwe schematy włączenia osoby do obwodu elektrycznego podczas dotykania przewodów prądowych sieci jednofazowej (dwuprzewodowej). Najrzadszym, ale i najbardziej niebezpiecznym, jest dotknięcie przez człowieka dwóch przewodów lub podłączonych do nich przewodów prądowych.

Załóżmy, że decydujesz się na naprawę okablowania - zaizoluj przewody, napraw lub zainstaluj nowe gniazdko i przełącznik, ale zapomniałeś wyłączyć zasilanie. Podczas wykonywania prac instalacyjnych jedną ręką dotknąłeś przewodu fazowego, a drugą przewodu neutralnego. Prąd przepłynie przez ciebie wzdłuż ścieżki ręka-ręka, to znaczy opór obwodu będzie obejmował tylko opór ciała. Jeśli przyjmiemy opór ciała do 1 kOhm (liczba ta jest zwykle przyjmowana w obliczeniach), to zgodnie z prawem Ohma prąd przepłynie przez ciebie:

Ja (prąd) \u003d 220 V: 1000 omów \u003d 0,22 A \u003d 220 mA.

To zabójcze niebezpieczny prąd. Ciężkość porażenia prądem elektrycznym, a nawet twoje życie, będzie zależeć przede wszystkim od tego, jak szybko pozbędziesz się kontaktu z przewodem prądu (przerwiesz obwód elektryczny), ponieważ czas ekspozycji w tym przypadku jest decydujący.

Podczas pracy z okablowaniem elektrycznym należy wyłączyć zasilanie i zawiesić znak ostrzegawczy na przełączniku: „Nie włączaj - ludzie pracują”, a raczej umieść obserwatora.

Porażenie prądem może wystąpić podczas naprawy domowych urządzeń elektrycznych (odkurzacz, ekspres do kawy, pralka), sprzętu telewizyjnego i radiowego. Doskonale wiesz, że praca pod napięciem jest niemożliwa, a wyłączyłeś zasilanie wyłącznikiem na urządzeniu elektrycznym. Jednak w tym przypadku napięcie będzie na stykach wejściowych przełącznika. W trakcie pracy możesz o tym zapomnieć i dotknąć ich lub przypadkowo nacisnąć włącznik i włączyć prąd elektryczny. Napięcie na niektórych elementach wyposażenia gospodarstwa domowego może osiągać bardzo wysokie wartości. Na przykład napięcie dostarczane do lampy elektronopromieniowej telewizora, monitora PC osiąga wartość 15 000-18 000 V.

Naprawa urządzeń elektrycznych, sprzętu telewizyjnego i radiowego, sprzętu elektrycznego może być przeprowadzana tylko przy wyjętej wtyczce elektrycznej urządzenia z gniazdka.

Znacznie częściej zdarzają się przypadki, gdy osoba jedną ręką styka się z przewodem fazowym lub częścią urządzenia, aparaturą, która jest z nim połączona elektrycznie.

Postanawiasz wywiercić otwór wiertarką elektryczną. Wiertarka nie była używana przez długi czas, ale była w dobrym stanie. Twoja praca może zakończyć się zarówno sukcesem, jak i zakończyć się porażeniem prądem elektrycznym o różnej sile - od lekkiego ciosu do śmierci. Dlaczego tak się może stać? Izolacja z czasem się starzeje, a jej właściwości izolacyjne pogarszają się (zmniejsza się opór elektryczny). Izolacja pogarsza się szczególnie szybko, gdy jest przechowywana przez długi czas w wilgotnym pomieszczeniu lub w agresywnym środowisku (na przykład w środowisku oparów kwasu siarkowego). Pył przewodzący, woda, która dostała się do wiertarki, może zamknąć przewód fazowy do korpusu (uchwytu) wiertarki. Mysz może pogryźć izolację przewodów prowadzących. Jeśli korpus wiertarki elektrycznej jest metalowy, faktycznie stykasz się z przewodem fazowym, jeśli jest plastikowy, kontakt elektryczny może wystąpić, jeśli integralność korpusu zostanie zerwana (pęknięcie) lub korpus jest mokry.

W jaki sposób prąd przepływa przez człowieka i jaki obwód elektryczny powstaje? Jeśli druga ręka również spoczywa na korpusie wiertarki lub nie dotyka żadnych innych przewodzących przedmiotów, prąd będzie płynął wzdłuż ścieżki od ramienia do stopy. Prąd płynący przez osobę, buty, podstawę (podłogę), konstrukcje żelbetowe budynku spłynie do ziemi i przez nią do przewodu neutralnego (w końcu przewód neutralny jest uziemiony). Powstaje zamknięty obwód elektryczny, w którym wielkość prądu będzie określona przez jego całkowitą rezystancję elektryczną. Jeśli staniesz na suchej drewnianej podłodze w izolujących suchych butach (skóra, guma), rezystancja obwodu będzie duża, a natężenie prądu, zgodnie z prawem Ohma, będzie małe.

Na przykład rezystancja podłogi wynosi 30 kOhm, skórzane buty 100 kOhm, rezystancja człowieka wynosi 1 kOhm. Prąd, który przepłynie przez osobę:

Ja (prąd) \u003d 220 V: (30000 + 100000 + 1000) Ohm \u003d 0,00168 A \u003d 1,68 mA.

Prąd ten jest zbliżony do progu odczuwalnego prądu. Poczujesz przepływ prądu, przestaniesz działać, naprawisz problem.

Jeśli staniesz boso na mokrej ziemi, przez twoje ciało przepłynie prąd:

Ja (prąd) \u003d 220 V: (3000 + 1000) Ohm \u003d 0,055 A \u003d 55 mA.

Prąd ten może spowodować uszkodzenie płuc i serca, a przy dłuższej ekspozycji nawet śmierć. Jeśli stoisz na mokrej ziemi w suchych i nienaruszonych kaloszach, przez twoje ciało przepłynie prąd:

Ja (prąd) \u003d 220 V: (500000 + 1000) Ohm \u003d \u003d 0,0004 A \u003d 0,4 mA.

Możesz nie czuć przepływu takiego prądu. Ale małe pęknięcie lub przebicie w podeszwie buta może drastycznie zmniejszyć opór gumowej podeszwy i sprawić, że praca będzie niebezpieczna.

Przed przystąpieniem do prac przy urządzeniach elektrycznych (zwłaszcza tych, które nie były używane od dłuższego czasu) należy je dokładnie obejrzeć pod kątem uszkodzeń izolacji. Urządzenia elektryczne należy wytrzeć z kurzu i, jeśli są mokre, wysuszyć. Nie wolno uruchamiać mokrych urządzeń elektrycznych! Lepiej przechowywać narzędzia elektryczne, urządzenia, sprzęt w plastikowych torbach, aby zapobiec przedostawaniu się do nich kurzu lub wilgoci. Prace należy wykonywać w suchych butach. Jeśli masz wątpliwości co do niezawodności urządzenia elektrycznego, musisz zachować ostrożność - połóż suchą drewnianą podłogę lub gumową matę pod stopami. Możesz użyć gumowych rękawiczek.

Inny schemat przepływu prądu występuje, gdy druga ręka dotyka przedmiotu o dużej przewodności, który jest elektrycznie połączony z uziemieniem. Może to być rura wodna, grzejnik, metalowa ściana garażu itp. Prąd płynie wzdłuż ścieżki o najmniejszym oporze elektrycznym. Obiekty te są prawie zwarte z ziemią, ich opór elektryczny jest bardzo mały. Ścieżka przepływu prądu przez ciało w tym przypadku jest „ręka-ręka”, to znaczy praktycznie pokrywa się z przypadkiem jednoczesnego dotykania rąk dwoma przewodami - fazowym i zerowym. Jak pokazano wcześniej, prąd może osiągnąć 220 mA, tj. śmiertelnie. W wilgotnym pomieszczeniu nawet drewniane konstrukcje stają się dobrymi przewodnikami prądu.

Praca w wilgotnych pomieszczeniach, w obecności dobrze przewodzących przedmiotów połączonych z ziemią w pobliżu człowieka, stwarza wyjątkowo duże zagrożenie i wymaga przestrzegania wzmożonych środków bezpieczeństwa elektrycznego. Często w takich pomieszczeniach stosuje się niskie napięcia - 36 i 12 woltów.

Podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi nie dotykaj przedmiotów, które mogą być uziemione elektrycznie.

Rozważaliśmy daleko od wszystkich możliwych schematów sieci elektrycznych i opcji dotykowych. W produkcji możesz mieć do czynienia z bardziej złożonymi obwodami elektrycznymi, które przenoszą znacznie wyższe napięcia i dlatego są bardziej niebezpieczne. Jednak główne wnioski i zalecenia dotyczące zapewnienia bezpieczeństwa są prawie takie same.

Zagadnienia sterowania wyjściem.

1. Jaki rodzaj kontaktu z przewodami pod napięciem jest najbardziej niebezpieczny dla człowieka?

2. Dlaczego dotykanie przedmiotów podłączonych do uziemienia (np. rury wodociągowej) podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi drastycznie zwiększa ryzyko porażenia prądem?

3. Dlaczego podczas naprawy sprzętu elektrycznego konieczne jest wyjęcie wtyczki z gniazdka?

4. Dlaczego muszę nosić obuwie podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi?

5. Jak mogę zmniejszyć ryzyko porażenia prądem?

6. Jakich zasad bezpieczeństwa elektrycznego należy przestrzegać podczas obsługi urządzeń elektrycznych?

7. Mężczyzna w wannie wypełnionej wodą postanowił ogolić się elektryczną maszynką do golenia. Co może się stać i jakie jest niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym dla człowieka?

8. Dziewczyna wzięła kąpiel i stojąc boso na mokrej wyłożonej kafelkami podłodze, postanowiła wysuszyć włosy suszarką do włosów. Oceń zagrożenie i możliwe konsekwencje.

9. Opowiedz o przypadkach porażenia prądem, które przydarzyło się Tobie lub innym osobom. Co było przyczyną porażki i jakie zasady bezpieczeństwa elektrycznego zostały naruszone?

10. Na polecenie nauczyciela, który ustala parametry sieci i schemat dotykania przez osobę przewodów lub obiektów pod napięciem, oceń ryzyko porażenia prądem elektrycznym.

I. W samochodach stosuje się prąd stały o napięciu 12 V. Biegun ujemny samochodu jest podłączony do karoserii samochodu, biegun dodatni jest podłączony do izolowanej instalacji elektrycznej. Oceń niebezpieczeństwo takiego prądu dla osoby.

Skrót http://bibt.ru

9.2. Schematy możliwego włączenia osoby w obwód prądu elektrycznego.

Podczas eksploatacji instalacji elektrycznych nie jest wykluczona możliwość przypadkowego dotknięcia części znajdujących się pod napięciem. Dotyk będzie najbardziej niebezpieczny, jeśli osoba stoi na ziemi lub na podłożu przewodzącym (podłoga, platforma), a jego buty mają pewną przewodność elektryczną.

Kontakt człowieka z częściami pod napięciem może być jednofazowy (jednobiegunowy w obwodach prądu stałego) lub dwufazowy (dwubiegunowy). W obu przypadkach powstaje obwód elektryczny, którego jednym z odcinków będzie ludzkie ciało. Obecna ścieżka przez osobę w pierwszym przypadku może być „ramię - nogi”. W drugim przypadku - „ręka - ręka”. Możliwe są również inne schematy włączania osoby w obwód elektryczny, na przykład podczas dotykania części przewodzących prąd twarzą, szyją, plecami itp. Lub włączania „noga - noga”.

W przypadku podłączenia dwufazowego (dwubiegunowego) osoba znajduje się pod pełnym napięciem roboczym instalacji elektrycznej, a przepływający przez nią prąd będzie równy

Ja ludzie \u003d U l / R ludzie, (9.1)

gdzie U l - napięcie liniowe; R ludzie - opór ludzkiego ciała.

Przy dotyku jednobiegunowym (jednofazowym), który jest bardziej powszechny, prąd przepływający przez człowieka będzie zależał nie tylko od napięcia instalacji elektrycznej i rezystancji ludzkiego ciała, ale także od innych czynników: przewodu neutralnego tryb źródła zasilania, stan izolacji sieci, stan (przewodność elektryczna) podłogi, butów ludzkich, wilgotność powietrza itp.

Przepływ prądu przez człowieka jest konsekwencją dotknięcia przez niego co najmniej dwóch punktów obwodu elektrycznego, pomiędzy którymi występuje pewna różnica potencjałów (napięć).

Niebezpieczeństwo takiego dotyku jest niejednoznaczne i zależy od wielu czynników:

schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego;

napięcie sieciowe;

schematy samej sieci;

tryb neutralny sieci;

stopień izolacji części przewodzących prąd od ziemi;

pojemność części przewodzących prąd względem ziemi.

Klasyfikacja sieci o napięciu do 1000 V

Sieci jednofazowe

Sieci jednofazowe dzielą się na dwuprzewodowe i jednoprzewodowe.

Dwuprzewodowy

Sieci dwuprzewodowe dzielą się na izolowane od ziemi i z uziemionym przewodem.

Ziemia odizolowana

z przewodem uziemiającym

Sieci te są szeroko stosowane w gospodarce narodowej, począwszy od niskonapięciowego zasilania narzędzi przenośnych, a skończywszy na zasilaniu potężnych odbiorników jednofazowych.

Pojedynczy drut

W przypadku sieci jednoprzewodowej rolę drugiego przewodu pełni uziemienie, szyna itp.

Sieć jednofazowa. pojedynczy drut

Sieci te są wykorzystywane głównie w transporcie zelektryfikowanym (lokomotywy elektryczne, tramwaje, metro itp.).

Sieci trójfazowe

W zależności od trybu neutralnego źródła prądu i obecności przewodu neutralnego lub neutralnego można wykonać cztery schematy.

Punkt neutralny źródła prądu- punkt, w którym napięcia względem wszystkich faz są takie same w wartości bezwzględnej.

Punkt zerowy źródła prądu- uziemiony punkt neutralny.

Przewód podłączony do punktu neutralnego nazywany jest przewodem neutralnym (neutralnym), a do punktu zerowego - przewodem neutralnym.

1. Sieć trójprzewodowa z izolowanym przewodem neutralnym

2. Siedzenie trójprzewodowe z uziemionym punktem neutralnym

3. Sieć czteroprzewodowa z izolowanym przewodem neutralnym

4. Sieć czteroprzewodowa z uziemionym przewodem neutralnym

Przy napięciach do 1000 V w naszym kraju stosowane są obwody „1” i „4”.

Schematy włączania osoby do obwodu elektrycznego

Dotyk dwufazowy- między dwiema fazami sieci elektrycznej. Z reguły najbardziej niebezpieczne, ponieważ występuje napięcie sieciowe. Jednak te przypadki są dość rzadkie.

dotyk jednofazowy- między fazą a ziemią. Zakłada to istnienie połączenia elektrycznego między siecią a ziemią.

Więcej informacji na temat schematów włączania osoby do łańcucha można znaleźć w Dolin P.A. Podstawy bezpieczeństwa w instalacjach elektrycznych.

Sieci jednofazowe

ziemia izolowana

Tryb normalny

Im lepsza izolacja przewodów względem ziemi, tym mniejsze niebezpieczeństwo kontaktu jednofazowego z przewodem.
Dotykanie osoby przewodem o wysokiej rezystancji izolacji elektrycznej jest bardziej niebezpieczne.

Tryb awaryjny

Gdy przewód jest zwarty do masy, osoba dotykająca pracującego przewodu znajduje się pod napięciem równym prawie pełnemu napięciu linii, niezależnie od rezystancji izolacji przewodów.

z przewodem uziemiającym

Dotknięcie nieuziemionego przewodu

W takim przypadku osoba jest prawie pod pełnym napięciem sieci.

Dotknięcie uziemionego przewodu

W normalnych warunkach dotknięcie uziemionego przewodu praktycznie nie jest niebezpieczne.

Dotknięcie uziemionego przewodu. Operacja awaryjna

W przypadku zwarcia napięcie na uziemionym przewodzie może osiągnąć niebezpieczne wartości.

Sieci trójfazowe

Z izolowanym przewodem neutralnym

Tryb normalny

Niebezpieczeństwo dotknięcia jest określone przez całkowitą rezystancję elektryczną przewodów względem ziemi, wraz ze wzrostem rezystancji niebezpieczeństwo dotknięcia maleje.

Tryb awaryjny

Napięcie dotykowe jest prawie równe napięciu sieciowemu. Najbardziej niebezpieczny przypadek.

z uziemionym punktem neutralnym

Tryb normalny

W takim przypadku osoba jest praktycznie pod napięciem fazowym sieci.

Tryb awaryjny

Wartość napięcia dotykowego leży pomiędzy napięciami liniowymi i fazowymi, zależy od stosunku rezystancji zwarcia doziemnego do rezystancji doziemnej.

Środki zapewniające bezpieczeństwo elektryczne

Wykluczenie kontaktu człowieka z częściami przewodzącymi prąd.
Realizuje się to poprzez umieszczanie części przewodzących prąd w miejscach niedostępnych (na wysokości, w kanałach kablowych, kanałach, rurach itp.)

Stosowanie niskich napięć (12, 24, 36 V).
Na przykład do zasilania narzędzi ręcznych w pomieszczeniach o podwyższonym ryzyku porażenia prądem.

Zastosowanie podwójnej izolacji.
Np. wykonanie obudowy instalacji elektrycznej z dielektryka.

Stosowanie osobistego wyposażenia ochronnego.
Przed użyciem ŚOI należy upewnić się, że są one w dobrym stanie, integralności, a także sprawdzić termin poprzedniej i późniejszej legalizacji przyrządu.

Podstawowe wyposażenie ochronne zapewniają natychmiastową ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym.
Dodatkowe wyposażenie ochronne nie może samodzielnie zapewnić zabezpieczenia, ale może pomóc w wykorzystaniu środków trwałych.

Kontrola izolacji sprzętu i sieci.
- Kontrola wyjścia.
- Zaplanowany.
- Niezwykłe itp.

Separacja ochronna sieci.
Pozwala zmniejszyć pojemność linii w pobliżu odbiorców energii elektrycznej.

Uziemienie ochronne - celowe połączenie elektryczne metalowych części nieprzewodzących prądu, które mogą być pod napięciem z ziemią lub jej odpowiednikiem (popularne o uziemieniu na geektimes.ru).

W sieciach do 1000 V uziemienie ochronne jest stosowane w sieciach z odosobniony neutralny.
Zasada działania polega na obniżeniu napięcia stykowego do bezpiecznej wartości.

Gdy uziemienie nie jest możliwe, w celach ochronnych wyrównuje się potencjał podstawy, na której stoi osoba i sprzęt, przez podniesienie. Na przykład podłączenie kosza naprawczego do przewodu fazowego linii elektroenergetycznej.

Przewody uziemiające dzielą się na:
A. Sztuczny, przeznaczony bezpośrednio do celów uziemiających.
B. Przedmioty z naturalnego metalu w ziemi do innych celów, które można wykorzystać jako przewody uziemiające. Wyjątki według kryterium zagrożenia pożarowego i wybuchowego (gazociągi itp.).

Rezystancja uziemienia nie powinna przekraczać kilku omów. Jednocześnie w wyniku korozji rezystancja elektrody uziemiającej wzrasta wraz z upływem czasu. Dlatego jego wartość musi być okresowo monitorowana (zima/lato).

Uziemienie ochronne - celowe połączenie metalowych części nieprzewodzących prądu, które mogą być zasilane wielokrotnie uziemianym zerowym przewodem ochronnym.

Zakres - instalacje elektryczne z uziemionym punktem zerowym o napięciu do 1000V.

Zasada działania polega na przekształceniu zwarcia do obudowy urządzenia w zwarcie jednofazowe, z późniejszym wyłączeniem urządzenia po przekroczeniu maksymalnego dopuszczalnego natężenia prądu.

Zabezpieczenie prądowe realizowane jest za pomocą wyłączników automatycznych lub bezpieczników. Specjalna uwaga należy zwrócić uwagę na dobór grubości przewodu ochronnego neutralnego wystarczającej do przewodzenia prądu zwarciowego.

Stosowanie wyłączników różnicowoprądowych (RCD).

Ten rodzaj zabezpieczenia jest wyzwalany, gdy prądy wejściowe i wyjściowe w monitorowanym obwodzie nie są zgodne co do wielkości, tj. gdy występuje upływ prądu. Na przykład, gdy człowiek dotknie przewodu fazowego, część prądu przepływa przez obwód główny do ziemi, co powoduje wyłączenie sprzętu w kontrolowanym obwodzie. Więcej szczegółów.

Podczas eksploatacji instalacji elektrycznych nie jest wykluczona możliwość dotknięcia części znajdujących się pod napięciem. W większości przypadków dotykanie części pod napięciem, gdy osoba stoi na ziemi, jest niebezpieczne, a buty P mają pewną przewodność elektryczną.

W warunkach kompleksu turystycznego Najbardziej typowe dwa schematy podłączenia ciała ludzkiego do obwodu elektrycznego: Między dwoma przewodami 1 między przewodem a ziemią. W sieciach trójfazowych prąd przemienny Pierwszy obwód nazywa się włączeniem dwufazowym, a drugi jednofazowym. W branży hotelarskiej, oprócz trójfazowych sieci prądu przemiennego, jednofazowe sieci prądu przemiennego są szeroko stosowane do zasilania różnych urządzeń gospodarstwa domowego (odkurzacze, lodówki, żelazka).

Schemat włączenia osoby do jednofazowej sieci dwuprzewodowej odizolowanej od ziemi pokazano na ryc. 4.1.

Ryż. 4.1. Osoba dotykająca drutu jednofazowej sieci dwuprzewodowej podczas jej trybu pracy: a - normalny; b - nagły wypadek; A, N - oznaczenie przewodów.

Podobne sieci uzyskuje się za pomocą transformatorów izolujących. Przy normalnej pracy i dobrej izolacji przewodów dotknięcie jednego z nich zmniejsza ryzyko porażenia prądem.

W trybie awaryjnym (ryc. 4.1, b), gdy jeden z drutów jest zwarty z ziemią, okazuje się, że jego izolacja jest bocznikowana przez rezystancję drutu do ziemi, która jak zawsze jest tak mała, że ​​można ją wzięty jako równy zeru. Aby utworzyć jednofazowe sieci dwuprzewodowe z przewodem uziemiającym, stosuje się transformatory jednofazowe, a aby uzyskać napięcie 220, sieci międzyfazowe są podłączone do przewodów fazowych i neutralnych. W obu przypadkach powstaje obwód elektryczny, którego jednym z odcinków jest ludzkie ciało. Droga prądu przez ciało człowieka w pierwszym przypadku może być „ramię – noga”, aw drugim – „ramię – ramię”. Możliwe są również inne przypadki włączenia osoby w obwód elektryczny, na przykład dotknięcie części przewodzących prąd twarzą, głową, szyją lub włączenie toru prądowego od nogi do stopy.

Sieci trójfazowe czteroprzewodowe z uziemionym punktem zerowym. W przypadku styku dwufazowego (dwubiegunowego) osoba znajduje się pod pełnym napięciem roboczym instalacji. Przy styku unipolarnym, który zdarza się częściej, prąd zależy nie tylko od napięcia instalacji i rezystancji ciała ludzkiego, ale także od trybu zerowego, stanu izolacji sieci, podłóg i obuwia ludzkiego.

Rozważ cechy różnych sieci elektrycznych. Na terenie kompleksu turystycznego prowadzone są cztery sieci o szczelnie uziemionym napięciu neutralnym do 1000 V, np. 380/220 V. Źródłem zasilania jest trójfazowy transformator obniżający napięcie, którego uzwojenia wtórne są połączone "gwiazda". Neutralny uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie (na przykład 1000/400 V) jest mocno uziemiony, co określa tryb, w którym napięcie dowolnej fazy sieci wtórnej względem ziemi nie przekracza napięcia fazowego , to znaczy dla transformatora o napięciu wtórnym 400 V, będzie to nie więcej niż 230 V (dla konsumenta 220 V). Ponadto w przypadku uszkodzenia izolacji między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, gdy przewód neutralny jest uziemiony, najwyższe napięcie trafia do sieci wtórnej w stosunku do ziemi, jest znacznie zmniejszone ze względu na małą rezystancję uziemienia przewodu neutralnego (2.4.8 omów lub więcej dla napięcia sieci trójfazowej 660, 380 i 220 V (Gosstandart 12.1.030-81)).

Uproszczony schemat wyjaśniający jednobiegunowy kontakt osoby z siecią czteroprzewodową z uziemieniem neutralnym źródła zasilania (transformatora lub generatora) pokazano na ryc. 4.2.

Ryż. 4.2. Jednofazowe włączenie osoby do sieci z mocno uziemionym punktem zerowym źródeł zasilania (transformator).

Ze względu na małą rezystancję prądu rozprzestrzeniania się uziemienia roboczego przewodu neutralnego w porównaniu z rezystancją ciała człowieka jest ona równa zeru. Dotknięcie osoby stojącej na ziemi (lub na uziemionej konstrukcji, podłodze) powoduje zamknięcie obwodu elektrycznego: uzwojenie zasilające - przewód liniowy - ciało człowieka - ziemia - przewód - uziemienie robocze - uzwojenie źródłowe. W części obwodu „ciało ludzkie” oddziałuje na nią napięcie fazowe sieci 220 V. Jeżeli jednocześnie buty danej osoby przewodzą prąd elektryczny, to podłoga lub konstrukcja, na której stoi, również będzie przewodzić prąd i prawie całe napięcie zostanie przyłożone do osoby na ścieżce „ręka - nogi”. Jeśli w niesprzyjających warunkach rezystancja ludzkiego ciała wyniesie 1000 omów, to przepłynie przez nie prąd równy 220 mA, co jest dla niego zabójcze. Jeśli całkowity opór butów i podłogi jest porównywalny z oporem ludzkiego ciała, to przepływający przez nie prąd będzie mniejszy. Na przykład przy wysokiej rezystancji sekcji „buty - podłoga” (10 000 omów) prąd płynący przez osobę wyniesie 20 mA. to znaczy znacznie mniej niebezpieczne, ale powoduje ból, konwulsje, aw niektórych przypadkach niezdolność ofiary do samodzielnego uwolnienia się od działania prądu. Dowodzi to, że jednofazowy kontakt człowieka z siecią z dobrze uziemionym punktem neutralnym jest zawsze niebezpieczny.

W praktyce eksploatacji instalacji elektrycznych mogą wystąpić przypadki zwarć doziemnych części przewodzących prąd, na przykład poprzez korpus odbiornika energii lub metalową konstrukcję instalacji elektrycznej. Jeśli taki obwód okaże się głuchy, czyli mały opór przejściowy, wówczas instalacja zostanie wyłączona przez zwarcie jednofazowe przy maksymalnym zabezpieczeniu potoku (przepalenie bezpiecznika lub wyłączenie wyłącznika). Następnie przywracana jest normalna praca drugiej sieci elektrycznej.

Maksymalne dopuszczalne poziomy napięcia i prądu dotykowego podczas awaryjnej pracy przemysłowych i domowych instalacji elektrycznych w kompleksach turystycznych o napięciu do 1000 V i częstotliwości 50 Hz nie powinny przekraczać wartości określonych w tabeli. 4.1 (Gosstandart 12.1.038-82).

Tabela 4.1.

Maksymalne dopuszczalne poziomy napięcia i prądu dotykowego

	Znormalizowana wartość		Bieżący czas trwania, s	Znormalizowana wartość

Sieci trójfazowe z przewodem neutralnym odizolowanym od ziemi.

Umieszczenie energii elektrycznej na drugim etapie zasilania przedsiębiorstw przemysłowych, miast i miasteczek odbywa się za pomocą linii kablowych (w miastach) lub napowietrznych (w miastach) przy napięciu znamionowym odbiorników mocy (transformatory obniżające przedsiębiorstwa, tereny mieszkalne) przy napięciu 6,10 lub 35 kV. Te sieci elektryczne są wykonane z neutralnymi izolowanymi od ziemi I fazami źródeł zasilania (transformatorami regionalnych stacji elektroenergetycznych) lub neutralnymi uziemionymi przez znaczne rezystancje indukcyjne, są włączane w celu zmniejszenia pojemności składowej prądu pojedynczego zwarcie doziemne fazy.

W przypadku jednofazowego zwarcia doziemnego w sieci z izolowanym punktem zerowym od ziemi, w miejscu zwarcia doziemnego popłynie prąd, spowodowany napięciem roboczym instalacji i przewodnictwem faz względem ziemi.

Sieci z izolowanym punktem neutralnym są dość skuteczne przy stosunkowo małej długości. W takim przypadku możemy przyjąć, że pojemność przewodów względem ziemi wynosi zero, a rezystancja przewodów jest wystarczająco duża.

na ryc. 4.3 pokazuje włączenie osoby do sieci trójfazowych z izolowanym punktem neutralnym.

Ryż. 4.3. Osoba dotykająca przewodu trójfazowej sieci 3-przewodowej z izolowanym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy A. B, C - oznaczenie przewodów.

W sieciach z izolowanym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy istnieje niebezpieczeństwo porażenia prądem osoby dotykającej jednej z faz. zależy od rezystancji przewodnika względem ziemi, to znaczy wraz ze wzrostem rezystancji niebezpieczeństwo maleje.

Uziemienie ochronne jest jednym ze środków ochrony przed porażeniem elektrycznym osoby podczas dotykania nieprzewodzących części metalowych z uszkodzoną izolacją (na przykład zwarcie do obudowy). Celem tego uziemienia jest celowe połączenie elektryczne z uziemieniem lub odpowiednikiem TE nieprzewodzących części metalowych, które mogą być zasilane za pomocą uziemionych urządzeń (kombinacja uziomu i przewodów uziemiających). Jedna lub więcej metalowych elektrod (na przykład stalowych prętów, rur), które znajdują się w ziemi, służy jako przewód uziemiający, zapewniając wystarczająco niską rezystancję przejściową. Rezystancja uziemionego urządzenia nazywana jest rezystancją całkowitą, składającą się z rezystancji rozprzestrzeniania się prądu doziemnego oraz rezystancji uziemionych przewodów.

Rozważ działanie uziemienia ochronnego. Jeżeli korpus silnika elektrycznego (aparat z powłoką kablową) nie ma niezawodnego połączenia z ziemią i w wyniku uszkodzenia izolacji ma kontakt z częścią przewodzącą, wówczas jednofazowe włączenie osoby w obwód prądowy wystąpi.

W sieci, gdy wystąpi zwarcie doziemne, występuje jednofazowe zwarcie doziemne.

Ze względu na stosunkowo mały prąd płynący do ziemi, ustalone przez obronę nie wyłączy się i będzie kontynuował pracę w trybie awaryjnym. Ale prąd przepływa przez korpus maszyny lub aparatu z uszkodzoną izolacją i między korpusem 1 pojawi się napięcie względem ziemi (ryc. 4.4).

Ryż. 4.4. Zwarcie w przypadku silnika elektrycznego podłączonego do sieci z izolowanym punktem zerowym.

Osoba, która będzie narażona na napięcie dotykowe, które może być znaczne i zależy od tego, gdzie znajdują się stopy tej osoby, a także od przewodności elektrycznej (oporu) butów. Jak zawsze, napięcie dotykowe jest mniejsze niż napięcie uziemienia.

Zatem wielkość wartości napięcia uziemionej obudowy względem ziemi, a co za tym idzie napięcie dotykowe, zależy od rezystancji uziemienia, a napięcie dotykowe zależy od rezystancji uziemionego urządzenia. Aby napięcie dotykowe było jak najniższe, konieczna jest niska rezystancja uziemianego urządzenia. Instalacje elektryczne nie są uziemiane przy napięciu 42 V i poniżej AC 1 110 V i poniżej DC we wszystkich pomieszczeniach i warunkach pracy bez zwiększonego zagrożenia.

Części urządzeń elektrycznych do uziemienia. Uziemieniu podlegają: obudowy maszyn elektrycznych, transformatorów, urządzeń; napędy urządzeń elektrycznych i uzwojenia wtórne transformatorów spawalniczych; ramy tablic rozdzielczych, tablic sterowniczych, szaf oświetleniowych i zasilających; metalowe konstrukcje rozproszonych urządzeń linii kablowych. Uziemieniu nie podlegają: mocowania izolatorów podwieszanych i wsporczych; wsporniki i oprawy oświetleniowe w przypadku montażu na drewnianych wspornikach i konstrukcjach; sprzęt elektryczny, zainstalowany na metalowych konstrukcjach uziemionych, jeżeli zapewniony jest niezawodny kontakt elektryczny w punktach styku z nimi metalowych nieprzewodzących prądu części sprzętu elektrycznego. Obudowy elektrycznych przyrządów pomiarowych i przekaźników instalowane na tablicach, w szafach 1, ścianach komór rozdzielnic również nie podlegają uziemieniu; obudowy odbiorników elektrycznych z podwójną lub wzmocnioną izolacją, np. wiertarki elektryczne, pralki, golarki elektryczne.

Zamulanie w instalacjach i sieciach elektrycznych o napięciu do 1000 V jest celowym połączeniem elektrycznym metalowych nieprzewodzących prądu elementów instalacji, normalnie odizolowanych od części pod napięciem, które nie są pod napięciem (obudowy urządzeń elektrycznych, konstrukcje kablowe), z zerowym przewód ochronny.

Przewód ochronny zerowy w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000 V jest przewodem łączącym części uziemione (obudowy urządzeń elektrycznych) z dobrze uziemionym punktem zerowym uzwojenia źródła prądu (generatora lub transformatora) lub jego odpowiednikiem (Gosstandart 12.1.030-811 Gostandart 12.1.009-76).

W instalacjach elektrycznych z mocno uziemionym przewodem neutralnym, podczas zamykania do uziemionych metalowych elementów konstrukcyjnych nieprzewodzących prądu, należy zapewnić automatyczne wyłączenie sprzętu z uszkodzoną izolacją, ponieważ powoduje to zwarcie jednofazowe.

Zero ochronnych przewodów uziemiających bezpośrednio w źródłach zasilania, czyli w podstacjach lub elektrowniach. Oprócz głównego uziemienia roboczego przewodu neutralnego konieczne jest ponowne uziemienie przewodu neutralnego w sieci, co zmniejsza całkowitą rezystancję uziemienia neutralnego i służy jako masa rezerwowa w przypadku przerwy w przewodzie neutralnym (rys. 4.5).

Ryż. 4.5. Schemat obwodu zamulenie ochronne: 1 - instalacja elektryczna; 2 - maksymalna ochrona drukarki atramentowej

Ponowne uziemienie na liniach napowietrznych odbywa się co 250 m ich długości, na ich końcach, na rozgałęzieniach i odgałęzieniach z sieci linii wysokiego napięcia o długości odgałęzień o 200 m 1 więcej, a także na wejściach powietrza linie do domu.

W przypadku zasilania za pomocą linii kablowych o napięciu 380/220 V, ponowne uziemienie przewodu neutralnego przeprowadza się na wejściu do pomieszczenia, w którym znajduje się urządzenie do neutralizacji urządzeń elektrycznych. Wewnątrz tych pomieszczeń powinna znajdować się linia do ponownego uziemienia przewodu neutralnego, do której podłącza się przedmioty odpowiednie do uziemienia.

Do ponownego uziemienia przewodu neutralnego, jeśli to możliwe, należy użyć naturalnych uziomów, z wyłączeniem sieci prądu stałego, gdzie ponowne uziemienie powinno odbywać się wyłącznie przy użyciu sztucznych uziomów. Rezystancja urządzenia uziemiającego każdego z powtarzających się uziemień nie powinna przekraczać 10 omów.

Biorąc pod uwagę, że prąd przepływa przez przewód neutralny, nawet przy nierównomiernym obciążeniu, znacznie mniejszy niż w przewodach fazowych, przekrój zerowego przewodu roboczego dla czterech wiodących linii wybiera się tak, aby wynosił w przybliżeniu połowę przekroju przewodów fazowych. W odgałęzieniach jednofazowych z sieci przejście fazy przez zero przewodu neutralnego musi być takie samo jak przewodu fazowego, ponieważ przepływa przez niego prąd równy prądowi przewodu fazowego.

Rezystancja uziemionych przewodów musi być na tyle mała, aby przy zwarciu fazy do obudowy prąd zwarcia jednofazowego był wystarczający do natychmiastowego zadziałania zabezpieczenia nadprądowego. Według PUE. prąd fazowy obwodu - zero przy zwarciu do korpusu musi być co najmniej 3-krotnością prądu znamionowego odpowiedniego bezpiecznika.

Przy zabezpieczaniu instalacji elektrycznej wyłącznikiem automatycznym przewody neutralne dobiera się tak, aby w pętli faza-zero dawał prąd zwarciowy nieprzekraczający 1,4-krotnie prądu włączenia wyłącznika.

W dwóch wiodących gałęziach, faza - zero, które zasilają jednofazowe odbiorniki elektryczne, urządzenie zabezpieczające (bezpiecznik, przełączniki jednobiegunowe) jest instalowane tylko na przewodzie fazowym, jeśli w tej gałęzi znajdują się części podlegające zerowaniu. Ze względów bezpieczeństwa elektrycznego podczas montażu wkładów lampowych przewód fazowy jest podłączony do centralnego styku wkładu (pięta), a przewód zerowy jest podłączony do gwintowanej części wkładu. Zapobiegnie to wypadkowi, jeśli podstawa lampy zostanie przypadkowo dotknięta (na przykład podczas wymiany P) bez odłączenia od sieci. Podczas zerowania do podświetlanych opraw należy podłączyć oddzielne gałęzie od przewodu neutralnego, a nie używać do tego celu przewodzącego przewodu neutralnego.

Schematy włączenia do obwodu prądowego mogą być różne. Jednak najbardziej charakterystyczne są schematy połączeń: między dwiema fazami oraz między jedną fazą a ziemią (rys. 1). Oczywiście w drugim przypadku zakłada się, że istnieje połączenie elektryczne między siecią a ziemią.

Pierwszy obwód odpowiada stykowi dwufazowemu, a drugi jednofazowemu.

Napięcie między dwiema częściami przewodzącymi lub między częścią przewodzącą a ziemią, gdy osoba lub zwierzę dotyka ich w tym samym czasie, nazywa się napięcie dotykowe (u itp).

Kontakt dwufazowy, ceteris paribus, jest bardziej niebezpieczny, ponieważ największe napięcie w tej sieci przykładane jest do ludzkiego ciała - liniowego i największe znaczenie ma prąd przepływający przez osobę, niezależny od schematu sieci, trybu neutralnego i innych czynników:

Gdzie
- napięcie sieciowe, tj. napięcie między przewodami fazowymi sieci, V;

u F - napięcie fazowe, tj. napięcie między początkiem i końcem jednego uzwojenia źródła prądu (transformatora lub generatora) lub między przewodami fazowymi i neutralnymi sieci, V;

R H- rezystancja ludzkiego ciała, Ohm.

Ryż. 6.1. Przypadki dotykania przez osobę części pod napięciem: a - wtrącenia dwufazowe: b i c - wtrącenia jednofazowe

Przypadki styku dwufazowego są bardzo rzadkie i nie mogą stanowić podstawy do oceny sieci pod kątem warunków bezpieczeństwa. Występują one zwykle w instalacjach do 1000 V na skutek pracy pod napięciem, stosowania niesprawnych zabezpieczeń, a także eksploatacji urządzeń z niezabezpieczonymi gołymi częściami przewodzącymi prąd (otwarte wyłączniki, niezabezpieczone zaciski transformatorów spawalniczych itp.) .).

Kontakt jednofazowy, ceteris paribus, jest mniej niebezpieczny niż kontakt dwufazowy, ponieważ prąd przepływający przez osobę jest ograniczony wpływem wielu czynników. Jednak kontakt jednofazowy występuje znacznie częściej i jest głównym schematem, w którym ludzie są ranni przez prąd w sieciach o dowolnym napięciu. Dlatego poniżej przeanalizowano tylko przypadki kontaktu jednofazowego. W tym przypadku brane są pod uwagę obie dopuszczone do użytku sieci prądu trójfazowego o napięciach do 1000 V: czteroprzewodowa z przewodem neutralnym uziemionym na stałe i trójprzewodowa z przewodem neutralnym izolowanym.

6.2.4. Sieci trójfazowe z solidnie uziemionym punktem zerowym

W trójfazowej czteroprzewodowej sieci z solidnie uziemionym przewodem neutralnym obliczanie napięcia dotykowego u itp , I aktualny I H przechodząc przez osobę, w przypadku dotknięcia jednej z faz (ryc. 6.2) najłatwiej wykonać metodę symboliczną (złożoną).

Rozważmy najbardziej ogólny przypadek, gdy rezystancja izolacji przewodów, jak również pojemność przewodów względem ziemi, nie są sobie równe, tj.

R 1 ≠ R 2 ≠ R 3 ≠ R N ; Z 1 ≠ Z 2 ≠ Z 3 ≠ Z N ≠ 0,

Gdzie R 1 , R 2 , R 3 , R N- rezystancja izolacji przewodów fazowych L i zerowych (kombinowanych) PEN, Ohm;

C 1 , C 2 , C 3 , C N - pojemności rozproszone przewodu fazowego L i zerowego (kombinowanego) PEN względem ziemi, F.

Wtedy całkowite przewodnictwo przewodów fazowych i neutralnych względem ziemi w postaci złożonej będzie wynosić:

;
;
;

Gdzie w- częstotliwość kątowa, rad/s;

J - jednostka urojona równa (
).

Ryż. 6.2. Osoba dotykająca przewodu fazowego trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym przewodem neutralnym podczas normalnej pracy: a - schemat sieci; b - obwód równoważny; Ł1, Ł2, Ł3, - przewody fazowe; DŁUGOPIS - przewód neutralny (kombinowany).

Całkowite przewodności uziemienia przewodu neutralnego i ciała ludzkiego są odpowiednio równe

;
,

Gdzie R 0 - neutralna rezystancja uziemienia, Ohm.

Pojemnościowy składnik przewodnictwa ludzkiego można pominąć ze względu na jego niewielką wartość.

Kiedy osoba dotknie jednej z faz, na przykład przewodu fazowego L1, napięcie, pod którym zostanie określony przez wyrażenie

, (6.1)

Prąd można znaleźć według wzoru

Gdzie - napięcie zespolone fazy 1 (napięcie fazowe), V;

- złożone napięcie między punktem zerowym źródła prądu a ziemią (między punktami 00" w obwodzie zastępczym).

Używając dobrze znanej metody dwuwęzłowej, można wyrazić następująco:

Mając to na uwadze dla symetrycznego układu trójfazowego

;
;
,

Gdzie u F - napięcie fazowe źródła (modułu), V;

A - operator fazowy uwzględniający przesunięcie fazowe, gdzie

,

będziemy mieli równość

.

Podstawiając tę ​​​​wartość do (6.1), otrzymujemy pożądane równanie napięcia dotykowego w złożonej postaci, działającej na osobę, która dotknęła przewodu fazowego L1 trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym punktem zerowym:

. (6.2)

Prąd przepływający przez osobę otrzymujemy, jeśli pomnożymy to wyrażenie przez Y H :

. (6.3)

W normalnym trybie pracy sieci przewodność przewodów fazowych i neutralnych względem ziemi w porównaniu z przewodnością uziemienia neutralnego ma bardzo małe wartości i przy pewnym założeniu może być równa zeru, tj.

Y 1 = Y 2 = Y 3 = Y N = 0

W tym przypadku równania (6.2) i (6.3) stają się znacznie prostsze. Tak więc napięcie dotykowe będzie

,

lub (w prawdziwej postaci)

, (6.4)

a prąd jest

(6.5)

Zgodnie z wymaganiami PUE, wartość rezystancji R 0 nie powinna przekraczać 8 omów, czyli oporu ludzkiego ciała R H , nie spada poniżej kilkuset omów. Dlatego bez dużego błędu w równaniach (6.4) i (6.5) możemy pominąć tę wartość R 0 i załóż, że dotykając jednej z faz trójfazowej sieci czteroprzewodowej z uziemionym przewodem neutralnym, osoba jest praktycznie pod napięciem fazowymu F , a przepływający przez nią prąd jest równy ilorazowi podziałuu F NAR H .

Z równania (6.5) wynika jeszcze jeden wniosek: prąd przepływający przez osobę, która podczas normalnej pracy dotknęła fazy trójfazowej sieci czteroprzewodowej z uziemionym przewodem neutralnym praktycznie nie zmienia się wraz ze zmianą rezystancji izolacji i pojemności przewodów względem ziemi, jeżeli spełniony jest warunek, że całkowite przewodności przewodów względem ziemi są bardzo małe w porównaniu z neutralnym uziemieniem sieci przewodności.

W takim przypadku znacznie zwiększa się bezpieczeństwo rezystancji butów, gleby (podłogi) i innych rezystancji w obwodzie elektrycznym człowieka.

Martwe zwarcie do masy w sieci z solidnie uziemionym punktem neutralnym ma niewielki wpływ na zmianę napięcia faz względem ziemi.

W trybie awaryjnym, gdy jedna z faz sieci, na przykład przewód fazowy L3 (ryc. 6.3, a), jest zamknięta do ziemi przez stosunkowo małą rezystancję czynną R gp, a osoba dotknie przewodu fazowego L1, równanie (6.2) przyjmie postać:

.

Tutaj również to akceptujemy Y 1 , Y 2 I Y N mały w porównaniu do Y 0 , tj. równa zero.

Po dokonaniu odpowiednich przekształceń i uwzględnieniu tego

,
I
,

uzyskać napięcie dotykowe w postaci rzeczywistej

.

Aby uprościć to wyrażenie, załóżmy, że

.

W rezultacie ostatecznie uzyskujemy to napięcie u itp równa się

. (6.6)

Prąd przepływający przez osobę jest określony wzorem

. (6.7)

Ryż. 6.3. Osoba dotykająca przewodu fazowego trójfazowej czteroprzewodowej sieci z uziemionym przewodem neutralnym w trybie awaryjnym: a - schemat sieci; b - wektorowy schemat napięcia.

Rozważmy dwa typowe przypadki.

Jeśli rezystancja przewodów do ziemi R gp uznać za równe zeru, to równanie (6.6) przyjmuje postać

.

Dlatego w tym przypadku osoba będzie pod wpływem liniowego napięcia sieci.

2. Jeśli przyjmiemy równą zeru rezystancję uziemienia neutralnego R 0 , to z równania (6.6) otrzymujemy, że u np = u F , te. napięcie, pod którym będzie znajdowała się osoba, będzie równe napięciu fazowemu.

Jednak w praktycznych warunkach oporu R gp I R 0 zawsze większy od zera, więc napięcie, przy którym człowiek dotyka roboczego przewodu fazowego sieci trójfazowej z uziemionym punktem zerowym w trybie awaryjnym jest zawsze mniejsze niż liniowe, ale większe niż fazowe, tj.

> U itp > U F . (6.8)

Położenie to ilustruje diagram wektorowy pokazany na ryc. 6.3, b i odpowiadające rozpatrywanemu przypadkowi. Należy zauważyć, że wniosek ten wynika również z równania (6.6). A więc dla małych wartości R gp I R 0 w porównaniu z R H , pierwszy wyraz w mianowniku można pominąć. Następnie ułamek dla dowolnego stosunku R gp I R 0 zawsze będzie większy niż jeden, ale mniejszy
, tj. otrzymujemy wyrażenie (6.8).