ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 40
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
13
Рисунок 1.4 – Чертеж 119 ванны, вид сверху
14
Раздел 2. Анализ опасности поражения в однофазных и трехфазных
электрических сетях
2.1 Факторы влияющие на опасность поражения током
Электрический ток, проходя через организм, оказывает термическое
(нагрев кожи, внутренних органов и ожоги), электролитическое (разложение крови и других органических жидкостей), биологическое (раздражение и воз- буждение живых тканей, приводящее к судорожным сокращениям мышц, что приводит к нарушениям деятельности мышечной системы, органов кровообра- щения и дыхания) действия.
По характеру травм от воздействия электрического тока на организм раз- личают местные электротравмы и общие (электрические удары). Местные элек- тротравмы – это электрические ожоги (покраснение кожи, образование пузы- рей, омертвление кожи, обугливание, сгорание тканей под действием электри- ческой дуги); электрические знаки (пятна на коже серого цвета 1…5 мм диа- метром); металлизация кожи (проникновение оплавленного металла в ткани); механические повреждения; электроофтальмия (воспаление наружных оболо- чек глаза под действием ультрафиолетовых лучей электрической дуги.
Электроудар бывает 4 степеней:
1) Судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2) Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца;
3) Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и дыхания (или
1 из них);
4) Клиническая смерть
Исход воздействия тока зависит от ряда факторов:
- от значения и длительности протекания тока через тело;
- рода и частоты тока, а также пути протекания его по телу;
- состояния окружающей среды
Значение силы тока, протекающего по телу, является основным факто- ром, определяющим исход поражения. Чем сила тока больше, тем опаснее его действие [1]. Ощущение протекания тока через организм появляется у человека при значениях 0,6…1, 5 мА для переменного (50 Гц) и 6-7 мА для постоянного тока – это так называемые пороговые ощутимые токи. Эти токи не вызывают поражения, но длительное их воздействие недопустимо.
С точки зрения пути прохождения тока по телу человека наиболее опас- ными являются пути голова-руки, голова-ноги, когда ток проходит через голов- ной, спинной мозг, сердце и легкие, но эти случаи встречаются редко. Из наиболее часто встречающихся путей прохождения тока самым опасным явля- ется путь правая рука-ноги, при этом почти 7% значений проходящего тока приходится на сердце.
Наименьшую опасность представляет путь нога-нога, но этот случай как и многие другие вызывает судорожное сокращение мышц и падение, что при- водит к более тяжелым ситуациям, чем, когда ток проходит по пути рука-ноги или другим путем.
15
2.2 Анализ опасности поражения током в различных электрических
сетях.
Прохождение тока через человека, является следствием его прикоснове- ния не менее, чем к двум точкам электрической цепи, между которыми есть не- которая разность потенциалов (напряжение).
Опасность такого прикосновения неоднозначна и зависит от ряда факто- ров:
- схемы включения человека в электрическую цепь;
- напряжения сети; - схемы самой сети; - режима нейтрали сети;
- степени изоляции токоведущих частей от земли;
- емкости токоведущих частей относительно земли.
Анализ опасности поражения практически сводится к определению зна- чения тока, протекающего через тело человека в различных условиях, в кото- рых он может оказаться при эксплуатации электроустановок, или напряжения прикосновения. Опасность поражения зависит от ряда факторов: схемы вклю- чения человека в электрическую цепь, напряжения сети, схемы самой сети, ре- жима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, емкости то- коведущих частей относительно земли и т. п.
Выбор схемы сети и режима нейтрали источника тока осуществляют в за- висимости от технологических требований и условий безопасности.
По технологическим требованиям предпочтение отдается четырехпро- водной сети, так как эта сеть характеризуется двумя напряжениями - линейным и фазным (380/220 В). Линейным напряжением 380 В питают силовую нагрузку
- включают электродвигатели производственного оборудования между фазны- ми проводами. Фазное напряжение = 220 В используют для осветительной установки - подключают лампы между фазным и нулевым проводами. Линей- ное напряжение всегда больше фазного в 1,73 раза.
По условиям безопасности сети с изолированной нейтралью целесообраз- но применять, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изо- ляции сети, обеспечивающий незначительную емкость проводов относительно земли. Это могут быть малоразветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицирован- ного персонала.
Сети с заземленной нейтралью применяют там, где невозможно обеспе- чить высокий уровень изоляции электроустановки или нельзя быстро отыскать и устранить ее повреждение.
Поражение человека электрическим током может быть вызвано однопо- люсным (однофазным) или двухполюсным (двухфазным) прикосновением к то- коведущей части установки.
Однофазное подключение является менее опасным, чем двухфазное, од- нако оно возникает значительно чаще и является основной причиной электро- травматизма. На исход поражения в этом случае оказывает решающее влияние режим нейтрали электросети.
При прикосновении к одной из фаз сети с изолированной нейтралью
(рис.) последовательно с сопротивлением человека оказываются включенными
16 сопротивления изоляции и емкости относительно земли двух других неповре- жденных фаз.
2.3. Классификация сетей напряжение до 1000 В.
Однофазные сети, которые делятся на двухпроводные и однопроводные.
- Двухпроводные – делятся на изолированные от земли и с заземленным проводом.
На рисунке 2.1 представленная однофазная сеть. Двухпроводная изолиро- ванная от земли
Рисунок 2.1 - однофазная сеть, двухпроводная изолированная от земли
На рисунке 2.2 представлена однофазная сеть, двухпроводная с заземлен- ным проводом.
Рисунок 2.2 - однофазная сеть, двухпроводная с заземленным проводом
Данные сети широко используются в народном хозяйстве, начиная с пи- тания малым напряжением переносного инструмента и заканчивая питанием мощных однофазных потребителей.
- Однопроводные – в случае однопроводной сети, роль второго провода выполняет земля, рельс, и т.д, рисунок 3.
Рисунок 2.3 – однофазная однопроводная сеть
Основное применение данные сети получили в электрифицированном транспорте (электровозы, трамваи, метро и т.д.).
Трехфазные сети. При анализе опасности поражения человека током в трехфазной сети различают однофазное и двухфазное прикосновение человека.
При двухфазном прикосновении человек одновременно прикасается к двум фа- зам сети и попадает под полное линейное напряжение. При однофазном при- косновении человек, стоящий на основании, электрически связанном с землей, прикасается к одной из фаз сети. В этом случае ток через тело человека зависит от вида нейтрали и режима работы сети.
Проводник, присоединённый к нейтральной точке, называется нейтраль- ным проводником (нейтралью), а к нулевой точке - нулевым проводником.
2.4. Схемы включения человека в электрическую цепь
Так как от сопротивления электрической цепи R существенно зависит ве- личина электрического тока, проходящего через человека, то тяжесть пораже- ния во многом определяется схемой включения человека в цепь. Схемы обра-
17 зующихся при контакте человека с проводником цепей зависят от вида приме- няемой системы электроснабжения.
Наиболее распространены электрические сети, в которых ну-левой про- вод заземлен, т. е. накоротко соединен проводником с землей. Прикосновение к нулевому проводу практически не представляет опасности для человека, опасен только фазный провод. Однако разобраться, какой из двух проводов нулевой, сложно — по виду они одинаковы. Разобраться можно используя специальный прибор — определитель фазы.
Двухфазное прикосновение - между двумя фазами электрической сети.
Как правило, наиболее опасное т.к., имеет место быть линейное напряжение.
Однако данные случаи довольно редки, рисунок 2.4.
Рисунок 2.4 – Схема двухфазного прикосновения к сети переменного тока: а) изолированная нейтраль; б) заземленная
Двухфазное прикосновение более опасно. При двухфазном прикоснове- нии ток, проходящий через тело человека по одному из самых опасных для ор- ганизма путей (рука—рука), будет зависеть от прикладываемого к телу челове- ка напряжения, равного линейному напряжению сети, а также от сопротивле- ния тела человека:
????
чел
=
????
л
????
чел
⁄
В сети с линейным напряжением U
л
= 380 В при соприкосновении тела человека R
чел
= 1000 Ом ток проходящий через тело будет равен 380 мА.
Этот ток для человека смертельно опасен. При двухфазном прикоснове- нии ток, проходящий через тело человека, практически не зависит от режима нейтрали сети. Следовательно, двухфазное прикосновение одинаково опасно как в сети с изолированной, так и с заземленной нейтралью (при условии ра- венства линейных напряжений этих сетей).
Случаи прикосновения человека к двум фазам происходят сравнительно редко.
Однофазное прикосновение - между фазой и землёй. При этом предпо- лагается наличие электрической связи между сетью и землёй.
Оно происходит во много раз чаще, чем двухфазное прикосновение, но менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается и ток, проходящий через тело человека. Кроме того, на этот ток большое влияние оказывают ре- жим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относи-
18 тельно земли, сопротивление пола (или основания), на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.
2.5. Анализ опасности поражения электрическим током в однофаз-
ных сетях.
2.5.1. Опасность поражения электрическим током в однофазной
двухпроводной сети, изолированной от земли
На рисунке 2.5 представлена Схема прикосновения человека к проводу сети, изолированной от земли в нормальном режиме работы, и схема замеще- ния данной схемы.
Рисунок 2.5 – Схема прикосновения человека к одному проводу сети, изолиро- ванной от земли в нормальном режиме
Нормальный режим работы сети – когда электрическая сеть находится в исправном состоянии, замыкания в сети отсутствуют, а человек коснулся одно- го из проводов сети. Напряжение прикосновения и ток через тело человека в данной схеме находится по следующей формуле:
????
пр
= ???? ∙ (
????
ℎ
∙ ????
1
????
ℎ
∙ ????
1
+ ????
ℎ
∙ ????
2
+ ????
1
∙ ????
2
) ; ????
ℎ
= ???? ∙ (
????
1
????
ℎ
∙ ????
1
+ ????
ℎ
∙ ????
2
+ ????
1
∙ ????
2
)
Т.е. чем выше значения сопротивления изоляции, тем меньшие значения будут иметь напряжение прикосновения U
пр и ток через тело человека I
h
. Ток через тело человека I
h
определяется сопротивлением того провода, которого че- ловек не касается, так как именно это сопротивление оказывает токоограничи- вающее действие. Следовательно, прикосновение человека к проводу с более высоким сопротивлением изоляции является более опасным.
Аварийный режим работы сети соответствует такому режиму, когда один из проводов замкнут на землю (ОЗЗ) через сопротивление замыкания, а человек коснулся другого исправного провода сети. На рисунке 2.6 представле- на схема прикосновения человека к проводу сети, изолированной от земли в аварийном режиме работы сети и схема замещения.
19
Рисунок 2.6 – Схема прикосновения человека к одному проводу сети, изолиро- ванной от земли в аварийном режиме
Напряжение прикосновения и ток через тело человека в этом случае определяется по формуле:
????
пр
= ???? ∙ (
????
ℎ
∙ ????
1
????
ℎ
∙ ????
1
+ ????
ℎ
∙ ????
э
+ ????
1
∙ ????
э
)
????
ℎ
= ???? ∙ (
????
1
????
ℎ
∙ ????
1
+ ????
ℎ
∙ ????
э
+ ????
1
∙ ????
э
)
????
э
=
????
2
∙ ????
зм
????
2
+ ????
зм
, где ????
зм
− сопротивление изоляции поврежденного провода
Как правило ????
зм
≪ ????
1
, ????
2
и ????
зм
≪ ????
ℎ
поэтому напряжение прикосновения и ток через тело человека можно записать в виде: ????
пр
≈ ????; ????
ℎ
≈ ???? ????
ℎ
⁄
Человек, прикоснувшийся к исправному проводу, оказывается под напряжением, близким к рабочему напряжению сети, а токоограничивающее действие току будет оказывать только сопротивление тела человека.
Т.е. в аварийном режиме работы изоляция практически не влияет на
ток через тело человека, поэтому опасность поражения человека в аварийном режиме работы сети значительно выше, чем в нормальном режиме
2.5.2. Опасность поражения электрическим током в однофазной
двухпроводной сети с заземленным проводом
Нормальный режим работы сети – когда электрическая сеть находится в исправном состоянии, замыкания в сети отсутствуют, а человек прикоснулся к незаземлённому проводу сети. На рисунке 2.7 показана схема прикосновения человека к незаземленному проводу в нормальном режиме работы и схема за- мещения.