Охрана труда в химической промышленности → Вопросы охраны труда и промышленной экологии в химической промышленностиОхрана труда в химической промышленности → Вопросы охраны труда и промышленной экологии в химической промышленностиОхрана труда в химической промышленности → Вопросы охраны труда и промышленной экологии в химической промышленностиНапряжение шага - это напряжение между двумя точками земли в зоне растекания тока, расположенными не на одной эквипотенциальной окружности и находящимися на расстоянии шага. Величина напряжения шага Uш в общем случае зависит от силы тока замыкания на землю I3, удельного сопротивления грунта и от места нахождения человека в зоне растекания тока. Из рис. 8.5 видно, что по мере удаления от места замыкания величина Uш (в отличие от Unp) снижается и практически равна нулю на расстоянии, превышающем 20 м.
Рис. 8.5. Шаговое напряжение при одиночном заземлителе. Пояснения в тексте (х - расстояние до измеряемой точки в зоне растекания тока): а - длина человеческого шага)
Так же как и для напряжения прикосновения, в общем случае шаговое напряжение определяется следующей формулой (в В):
где в1 - коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой, в1 = (фх - фх+а)/ф3 < 1; в2 — коэффициент, учитывающий сопротивление опорной поверхности ног, обуви.
Расчет коэффициентов а1 и в1 для заземлителей другой конфигурации и особенно для групповых заземлителей в значительной степени осложняется, поэтому для упрощения расчетов Unp и Uш значения а1 и в1 найденные из опыта или расчета, приведены в справочной литературе.
В трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, проводимость изоляции и емкостная проводимость фазных проводов которых относительно земли малы (по сравнению с проводимостью заземления нейтрали) и ими можно пренебречь, сила тока, проходящего через тело человека, при нормальной работе сети (рис. 8.6, а) составит (в А)
где R0 - сопротивление заземления нейтрали (рабочее заземление), Ом.
В сетях напряжением 660, 380 и 220 В величина R0 < 8 Ом, поэтому при сопротивлении Rч = 1000 Ом, принимаемом в расчетах, без большой ошибки R0 можно пренебречь. Тогда выражение (9.9) принимает следующий вид:
, (8.10)
Сравнивая формулу (8.10) с формулой (8.4), можно отметить, что прикосновение человека к фазе такой сети или к корпусу электрооборудования, у которого пробита фаза, в период нормальной работы более опасно, чем прикосновение в сети с изолированной нейтралью, но менее опасно, чем контакт с фазой или корпусом электрооборудования в сети с изолированной нейтралью в аварийной ситуации.
При аварийном режиме (см. рис. 8.6, б) силу тока, проходящего через тело человека, можно определить из уравнения (в А)
, (8.11)
Если Rзм = 0, a R0 не равно 0, как и для сети с изолированной нейтралью, то человек окажется под линейным напряжением. Если R0 = 0, a Rзм не равно 0, то человек окажется под фазным напряжением.
В реальных условиях ни Rзм, ни R0 не равны нулю, поэтому напряжение, под которым будет находиться человек, прикоснувшийся к фазному проводу или электроустановке при аварийной ситуации, так же как и в сети с изолированной нейтралью, будет значительно меньше Uл, но больше Uф. Следует отметить, что этот случай менее опасен, чем случай прикосновения к фазе или корпусу электроустановки с изолированной нейтралью в аварийный период, поскольку, как правило, R0 <<Rзм
Величина R0 для установок с напряжением до 1000 В нормируется ГОСТ 12.1.030-81 "Защитное заземление, зануление": она не должна превышать 2,4 Ом при межфазном напряжении 660, 380 или 220 В трехфазного источника питания и 8,0 Ом при напряжении 380 и 220 или 127 В однофазного источника питания.
При удельном электрическом сопротивлении земли (грунта) ргр выше 100 Ом • м допускается увеличение указанных норм в ргр/100 раз.
Выбор схемы сети, а следовательно, и режима работы нейтрали для реального производства осуществляют, исходя из рабочего напряжения, протяженности сети, числа подключенных потребителей и других технологических требований с обязательным учетом условий безопасности.
Для установок, работающих при напряжении 1000 В и получивших наибольшее распространение в производстве и быту, по технологическим соображениям предпочтение отдается четырехпроводной трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, поскольку она позволяет использовать два рабочих напряжения: Uл и Uф.
Если не исключена возможность контакта с токоведущими частями электрооборудования, то при нормальной работе более безопасна сеть с изолированной нейтралью, а при аварийной ситуации - сеть с глухозаземленной нейтралью. Поэтому сети с изолированной нейтралью следует использовать только в тех случаях, когда они мало разветвлены, и лишь для сухих беспыльных помещений без агрессивной среды, в которых сохраняются высокий уровень изоляции и малая емкость относительно земли. Такие сети должны находиться под постоянным контролем квалифицированного персонала.
Электроустановки с рабочим напряжением выше 1000 В представляют значительную опасность при прикосновении к фазе независимо от режима нейтрали. Поэтому для предотвращения поражения током необходимо исключить возможность не только касания, но и приближения на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением, поскольку может возникнуть искровой разряд, переходящий затем в электрическую дугу.
В электроустановках напряжением до 35 кВ нейтраль или совсем не заземляют (при малой силе тока замыкания на землю), или заземляют через реактивную (дутогасящую) катушку, что обусловлено надежностью и экономичностью эксплуатации; при напряжении выше 35 кВ применяют только глухозаземленную нейтраль, что также обусловлено технологическими соображениями.