Охрана труда и электробезопасность → Основы электробезопасностиОхрана труда и электробезопасность → Основы электробезопасностиОхрана труда и электробезопасность → Основы электробезопасности
Рис.2.2 Прикосновение человека к одной фазе 3х фазной сети с заземленной нейтралью
Однофазное (однополюсное) прикосновение (рис. 2.2 и 2.3) происходит во много раз чаще, чем двухфазное прикосновение, но является менее опасным, поскольку напряжение, под которым оказывается человек не превышает фазного напряжения сети и ток через тело человека меньше в 1,73 раза. Кроме того, на этот ток большое влияние оказывает режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, сопротивление земли, сопротивление основания (пола), на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.
В сети с заземлённой нейтралью (рис. 2.2), цепь тока, проходящего через человека включает в себя, кроме сопротивления тела человека, ещё и сопротивление его обуви, сопротивление пола, а также сопротивление заземления источника тока. Причём все эти сопротивления включены последовательно.
Ток, проходящий через тело человека в этом случае будет определяться по формуле:
(2.3)
где: Uф - фазное напряжение сети, В; Rh - cопротивление тела человека, Ом; Rоб - сопротивление обуви человека, Ом; Rn - сопротивление пола (основания), Ом; R0 - сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом
Наиболее неблагоприятный случай будет, когда человек, прикоснувшийся к фазному проводу, имеет на ногах токопроводящую обувь (сырую или подбитую металлическими гвоздями) и стоит непосредственно на сырой земле или на токопроводящем (металлическом) полу (или на заземленной металлической конструкции). В этом случае Rоб = и Rn=0.
Ток, проходящий через тело человека будет определяться по формуле:
(2.4)
Обычно сопротивление заземления нейтрали (R0) во много раз меньше сопротивления тела человека (Rh) и не превышает 10 Ом, им можно пренебречь, и тогда ток через тело человека можно определить по формуле:
Так, в сети с фазным напряжением 220 В при Rh=1000 Ом, ток через человека будет:
Этот ток также смертельно опасен для человека.
В случае. когда человек имеет на ногах непроводящую обувь (например, диэлектрические галоши) и стоит на изолирующем основании (например, на деревянном полу), то принимая Rоб= 45000 Ом и Rn=100000 Ом, получим:
Этот ток не опасен для человека.
В действительных условиях диэлектрическая обувь и изолирующие основания обладают значительно большими сопротивлениями, и ток, проходящий человека, будет ещё меньше.
В сети с изолированной нейтралью ток (рис. 2.3), проходящий через человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.
Рис.2.3 Присоединение человека к одной фазе 3хфазной сети с изолированной нейтралью
С учётом сопротивления обуви (Rоб) и пола (Rn), на котором стоит человек, включенных последовательно сопротивлению тела человека (Rh), ток, проходящий через человека, определяется по формуле:
(2.5)
где: Rиз - cопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом
При наиболее неблагоприятном случае (Rоб и Rn=0) уравнение упростится и примет вид:
(2.6)
Для случая сети с Uф=220 В при Rиз=90000 Ом и Rh=1000 Ом ток через тело человека будет равен:
Этот ток будет ощутимым, но не смертельным для человека.
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что в сети с изолированной нейтралью условия безопасности находятся в прямой зависимости от сопротивления изоляции проводов сети относительно земли, (чем лучше изоляция, тем меньше ток, проходящий через тело человека).
Кроме того, в сети с изолированной нейтралью, ток через человека, прикоснувшегося к фазному проводу будет ограничиваться сопротивлением обуви и пола.
При Rоб=45000 Ом и Rn=100000 Ом ток через человека:
Этот ток практически безопасен для человека.
Таким образом, при прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе в сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью.
Если человек прикасаться к нетоковедущим частям (к корпусу) электроустановки, то ток через него зависит и от сопротивления изоляции между корпусом и токоведущими частями. В большей степени эта зависимость проявляется при прикосновении к корпусу однофазного электроприемника в сети с глухозаземленной нейтралью. Схема замещения для этого случая приведена на рис. 2.4, где Rн – сопротивление нагрузки, Rиз – сопротивление изоляции между корпусом и токоведущими частями электроприемника.
Рис.2.4 Схема земещения сети с глухозаземленной нейтралью при прикосновении человека к корпусу электроустановки
Из схемы видно, что Rиз представляет собой дополнительное сопротивление в цепи тела человека, поэтому ток через человека будет определяться выражением:
(2.7)
Сопротивление изоляции в этом случае (при малом R0) должно удовлетворять условию:
Rиз>U/Ihq-Rh (2.8)
где: Ihq - пороговый неощутимый ток
В этом случае человек не будет ощущать воздействие электрического тока при обслуживании электроустановки.
Таким образом, на безопасность электроустановок значительное влияние оказывают сопротивления изоляции токоведущих частей относительно земли и корпусов электроустановок. Эти сопротивления нормируются. В ряде случаев нормируются не сопротивления изоляции, а токи, определяемые ими (токи утечки).