![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Опасность поражения человека электрическим током при замыкании фазы на корпус электроустановки
Оценка опасности поражения электрическим током в электрических сетях с защитным занулением зависит не только от возможной в данной ситуации величины протекающего через тело человека тока, но также в большой степени и от интервала времени действия этого тока. В связи с этим для различных интервалов времени действия поражающего тока нормативно введены предельно допустимые значения этого тока (Ihд) в зависимости от времени его действия. Аналогично введены предельно допустимые значения напряжения прикосновения (Uhд), расцениваемые как безопасные. В табл. 1 согласно ГОСТ 12.1.030-81* для напряжений сети с напряжением до 1000 В приведены значения Ihд и Uhд в зависимости от продолжительности действия электрического тока (Tд) для систем электроснабжения производственного (П) и бытового (Б) назначений, работающих в аварийных режимах замыкания одной из фаз на корпус. Таким образом, оценка опасности поражения электрическим током в электрической сети с занулением корпусов электроустановок сводится к определению возможных значений тока, протекающего по телу человека, прикасающегося к корпусам аварийных электроустановок, и времени срабатывания АОУ (например, времени выгорания плавкого предохранителя) с последующим сравнением их с предельно допустимыми значениями, приведёнными в табл. 8. Время действия тока, протекающего по телу человека, определяется выбором типа АОУ и рассматривается ниже. Уровень тока, протекающего по телу человека, определяется особенностями аварийных режимов в конкретной электрической сети с занулением. Практически, как правило, случаются два типа аварийных режимов в электрической сети с занулением: · замыкание одной из фаз на корпус электроустановки; · замыкание одной из фаз на землю. Т а б л и ц а 8 Предельно допустимые значения Ihд и Uhд для различных интервалов времени действия электрического тока
Анализ опасности поражения электрическим током при замыкании одной из фаз на корпус электроустановки рассмотрим для случая траншейной прокладки силового четырёхжильного кабеля с применением повторного заземления нулевого защитного проводника в точке ввода силового кабеля в здание. Эквивалентная схема электрической сети для указанного случая представлена на рис. 11.
Схема на рис. 11 содержит обозначения: R0 – сопротивление заземлителя нейтрали; ZТ /3 – приведённое к одной фазе электрической сети значение модуля комплекса полного выходного сопротивления трансформатора электрической подстанции; ZФС = RФС + jω сLФС – комплекс сопротивления фазного проводника МСК, RФС и LФС – соответственно активная и индуктивная составляющие; ω с = 2π fс – круговая частота напряжения сети (fс = 50 Гц); ZФР = RФР + jω сLФР – комплекс сопротивления фазных проводников кабеля разводки электропитания внутри здания, RФР и jω сLФР – соответственно активная и индуктивная составляющие; ZNС = RNС + jω сLNС – комплексное сопротивление шины нулевого проводника МСК, измеренное от точки заземления нейтрали на подстанции до точки подключения повторного заземления, RNС и jω сLNС – соответственно активная и индуктивная составляющие; ZNР = RNР + jω сLNР – комплексное сопротивление шины нулевого проводника кабеля разводки внутри здания, измеренное от точки подключения НЗП к контуру повторного заземления до лабораторного распределительного щита, RNР и jω сLNР – соответственно активная и индуктивная составляющие; R0 и RП – активные сопротивления заземляющих устройств нейтрали и повторного заземления НЗП; Rдоп – сумма возможных дополнительных активных сопротивлений в цепи каждой из фаз. В качестве дополнительных сопротивлений могут рассматриваться, например, активные сопротивления плавких предохранителей, переходные сопротивления контактов коммутирующих устройств и т. п. В рассматриваемой сети корпуса электроустановок подключены к дополнительной распределительной шине нулевого защитного проводника (РШНЗП), соединённой с точкой подключения нулевого проводника МСК к повторному заземляющему устройству. С учётом сделанных допущений справедлива эквивалентная схема на рис.11. Обозначим: ZФ = RФС + RФР + jω с (LФС + LФР) – общее комплексное сопротивление фазной шины электрической сети в контуре замыкания на корпус электроустановки; ZN = RNС + RNР + jω с (LNС + LNР) – общее комплексное сопротивление шины нулевого провода электрической сети в контуре замыкания на корпус электроустановки. Эквивалентная схема на рис.11 может быть описана системой уравнений комплексных переменных (токов и напряжений):
İ Ф – İ N – İ П = 0; İ Ф = (Ú ф – Ú НЗП) / (ZФР + ZNР + ZТ/ 3 + Rдоп); İ НЗП = Ú НЗП / ZNС ; İ П = Ú НЗП / (R0 + RП).
На практике всегда выполняется условие | ZФ | < < R0 + RП, что позволяет получить упрощённое решение данной системы уравнений относительно падения напряжения на шине нулевого провода:
UНЗП = UфZNC (Z*)-1 , (1)
где обозначено: Z* = ZФ + ZN + ZТ /3 +Rдоп. Величина напряжения прикосновения, отсчитываемого относительно потенциала земли без учёта места расположения человека (коэффициент α 1) и дополнительных сопротивлений растекания тока с ног человека и сопротивления обуви (коэффициент α 2) [5], может рассматриваться как максимально возможная. В данном случае напряжение прикосновения (рис. 11) представляет сумму падений напряжения на сопротивлении повторного заземления и комплексном сопротивлении РШНЗП: Ú пр max = Ú П + Ú NР; Uп = UнзпRп/(R0 + Rп)-1 ; UNP = UфZNP (Z*)-1 .
Подставляя в полученные выражения значение Ú НЗП из формулы (1), находим Uпр.max = Uф (k0п ZNC +ZNP)(Z*)-1 , (2)
где обозначено: k0п = Rп (R0 + Rп) -1. Из полученной формулы следует, что величина напряжения прикосновения уменьшается с уменьшением составляющих ZNС и комплексного сопротивления нулевого провода и с увеличением значений комплексного сопротивления ZФ и суммы активных дополнительных сопротивлений Rдоп в цепи фазного провода. Снижению уровня напряжения прикосновения способствует также повторное заземление нулевого провода (значение коэффициента k0П уменьшается с уменьшением величины сопротивления повторного заземления). Для вычисления модуля напряжения прикосновения удобно ввести обозначения: R Ф* = RФC + RФР + RNС+ RNР + ZТ / 3 + Rдоп; (3) LФ* = LФC + LФР + LNС + LNР . (4) С учётом введённых обозначений (3) и (4) получаем формулу для расчёта максимальной величины напряжения прикосновения:
Возможен реальный случай прикосновения к занулённому корпусу электроустановки, находящейся за пределами зоны растекания тока замыкания на землю (например, при использовании выносного устройства повторного заземления). В этом случае следует принять α 1 = 1, а коэффициент α 2 определяется по следующей формуле [5]: α 1 = Rп (Rп + 1, ρ о расч)-1, (6) где Rh = 1000 Ом – расчётное значение сопротивления тела человека; ρ о расч – расчётное удельное сопротивление основания, на котором предполагается нахождение человека (различные виды грунта или пола) [6], Ом·м. Требуемый уровень безопасности, обеспечиваемый системой с заземлённым нулевым проводом, рассчитанный по приведённым формулам, должен удовлетворять очевидному условию: Ú пр max < Ú пр. доп, (7) где допустимое значение напряжения прикосновения (Ú пр. доп) определяется из табл. 8 с учётом времени срабатывания отключающих устройств.
|