Меню

Найти ток проходящий через человека при однофазном прикосновении

Задача. Определите ток, проходящий через тело человека в случае прикосновения его к фазному проводу сети с изолированной нейтралью и в сети с заземленной нейтралью.

Определите ток, проходящий через тело человека в случае прикосновения его к фазному проводу сети с изолированной нейтралью и в сети с заземленной нейтралью.

Привести схемы включения в сеть. Показать, в каком из двух случаев прикосновение более опасно. В расчетах принять сопротивление тела человека – Rч, изоляции проводов –Rиз, участка пола, на котором стоит человек,– Rп, обуви – Rоб. Сопротивлением заземления нейтрали и емкостным сопротивлением изоляции пренебречь.

Дано:Rч-1000 Ом, Rиз- 300 кОМ, Rп – 75 кОМ, Rоб -60 кОм.

По международным стандартам фазный провод с изолированной нейтралью имеет линейное напряжение Uл=380 В. Таким образом, При однофазном прикосновении человека в сети, имеющей изолированную нейтральную точку, ток проходит от места контакта через тело человека, затем через обувь, пол, землю и несовершенную изоляцию проводов к двум другим фазам и далее к источнику электроэнергии. Величина тока, проходящего через тело человека, в этом случае равна

Однофазное прикосновение в сети сзаземленной нейтралью.При таком прикосновении ток, протекающий через тело человека, определяется фазовым напряжением сети сопротивлением тела Rч, сопротивлением Rп пола и почвы на участке от ступней ног до заземляющего устройства, сопротивлением обуви Roби сопротивлением заземления нейтрали источника тока R0:

Схема прикосновения человека с изолированнойнейтралью

При прикосновении к одной из фаз сети с изолированной нейтралью (рис.) последовательно с сопротивлением человека оказываются включенными сопротивления изоляции и емкости относительно земли двух других неповрежденных фаз.

Описание: http://www.znaytovar.ru/images/49/2-31.png

Рис. Однополюсное прикосновение к сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы

Схема прикосновения человека к одной фазе сети с заземленной нейтралью

С увеличением сопротивления изоляции опасность поражения электрическим током уменьшается.

При аварийном режиме работы этой же сети, когда возникает глухое замыкание фазы на землю, напряжение в нейтральной точке может достигать фазного напряжения, напряжение неповрежденных фаз относительно земли становится равным линейному напряжению. В этом случае, если человек прикоснется к одной фазе, он окажется под линейным напряжением, через него пойдет ток по пути «рука — нога». В данной ситуации на исход поражения сопротивление изоляции проводов не играет никакой роли. Такое поражение током чаще всего приводит к летальному исходу.

На предприятиях, где сети разветвленные и имеют значительную протяженность, а следовательно, большую емкость, система с изолированной нейтралью теряет свое преимущество, так как увеличивается ток утечки, снижается сопротивление участка фаза-земля. С точки зрения электробезопасности в таких случаях предпочтение отдается сети с заземленной нейтралью (рис. ).

Описание: http://www.znaytovar.ru/images/49/2-32.png

Рис. Однополюсное прикосновение к сети с заземленной нейтралью при аварийном режиме работы

Схема прикосновения человека к одной фазе сети с заземленной нейтралью

Сопротивлением земли, как и в случае электрической сети с изолированной нейтралью, можно пренебречь.

Примеры свидетельствуют о том, что при прочих равных условиях однофазное подключение человека в сеть с изолированнойнейтралью менее опасно, чем в сеть с заземленной нейтралью.

Ответ: Iч= 0,0009 А; Iч= 0,0016 А.

Задача 6.Вариант 5.

В производственном помещении в электрическую сеть напряжением 220 В включено n1 ламп накаливания мощностью по 200 Вт, n2 – по 150 Вт и n3 электронагревательных приборов мощностью по 800 Вт. В зависимости от характеристики помещения П выберите тип проводки, марку провода и способ его прокладки, а также необходимое сечение по условиям нагрева. Дано: помещение пожароопасное – П- IIА, n1=30, n2=16, n3=5.

Класс П- IIа – это складские помещения, в которых хранятся твердые и волокнистые горючие вещества, например, древесина или ткани. В таких помещениях выполняют открытая проводка на поверхности стен (потолка) и проводка на изолирующих опорах, если это целесообразно. Рекомендуется использовать алюминиевый провод марки АТПРФ (напряжение 500 В).Провода марки АТПРФ сечением от 2,5 до 4 мм2 могут иметь две или три жилы. Также допускается использование проводов АПР(напряжение 380;500 В) на изоляторах , АПРТО(напряжение 500;2000 В) в стальных трубах, АВРГ (напряжение500 В). Кроме того в помещениях всех классов возможно применение медного одножильного с резиновой изоляцией провода ПР(напряжение 220;500 В), открыто — на роликах, в тонкостенных стальных трубах.

Сечения проводов измеряется в квадратных милиметрах или «квадратах». Каждый «квадрат» алюминиевого провода способен пропустить через себя в течение длительного времени нагреваясь до допустимых пределов максимум — только 4 ампера, а медный провода 10 ампер тока. Соответственно, в нашем случае, при напряжении 220 вольт сила тока будет равна

I= =56,36 А

И для его питания достаточно подвести к нему электричество медным проводом сечением 56,36/10=5,636квадрата. Алюминиевый провод будет соответственно 56,36/4=14,09 квадрата. Однако в этом случае провод будет работать на пределе своих возможностей, поэтому подберем ближайший провод стандартного сечения по имеющимся данным

Исходя из вышеперечисленной характеристики для нашего помещения целесообразным будет открытая прокладка на роликах провода марки ПР (т.к. только у него допустимое напряжение сети 220В) сечением 10 мм2.

Задача 8. Вариант 5.

В производственном помещении объемом V=1000 м3 выделяется Q=8620 кДж/ч избыточного тепла. Расчетная температура приточного воздуха t1=12 °С, а удаляемого соответствует допустимой температуре по СанПин 11-13-94 для холодного периода года. Средние энергозатраты одним работающим q=300 Дж/с, давление воздуха p=96425 Па. Определить необходимую кратность воздуха для удаления теплоизбытков.

Читайте также:  Закон взаимодействия токов открытый ампером

СанПиН 11-13-94 заменен на санитарные правила и нормы № 9-80-98 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 25 марта 1999 г. № 12. Согласно этого документа, установлены допустимые параметры микроклимата в холодный период года: 13,0-19° С для работников III категории тяжести (т.к. энергозатраты составляют 300 Вт), в среднем 16° С.

При выделении избыточной теплоты в помещении воздухообмен для поддержания нормальной температуры определяется из выражения

где Qизб– избыточное тепло (при переводе в ватт Qизб=0,28×Св), кДж/ч; Св– удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг×К); tух и tпр –температура соответственно уходящего и приточного воздуха, К; – плотность воздуха, кг/м3.

Плотность воздуха в зависимости от температуры и давления находим по таблице.(ПРИЛОЖЕНИЕ А), ρ=1,165 кг/м3

Кратность воздуха найдем по формуле

где Vп– объем помещения, м3.

6,6 1/ч.

Задача 14. Вариант 5.

Рассчитать искусственное освещение цеха (принять систему общего равномерного освещения люминесцентными лампами). Определить общую мощность осветительной установки по имеющимся данным. Размеры цеха: длина, А=55м, ширина, В=18 м, высота, Н=7 м; разряд зрительной работы – IVв; в помещение содержатся пары щелочи.

Расчет искусственного освещения заключается в определении числа и мощности источников света, обеспечивающих нормированную (с учетом коэф-фициентов запаса) освещенность.

1. Выбор системы освещения.

Согласно условию можно отнести категорию выполняемых работ к работам средней точности с присвоением разряда IV, подразрядав (малый контраст на светлом фоне).

В соответствии с выбранным разрядом зрительных работ наименьшая освещенность рабочей поверхности Еmin принимается равной 200 лк.

По условию задачи рекомендовано использование люминесцентных ламп. По техническим характеристикам ламп наиболее подходящая для нашего помещения люминесцентная лампа ЛБ 80-4 (лампа белого света с лиловатым оттенком, удовлетворительной цветопередачей и высокой светоотдачей 5220лм, применяется в помещениях, где нужен яркий свет и не требуется цветопередача: в производственных и административных помещениях, в метрополитене ).

Выполнение проекта сводится к тому, чтобы узнать сколько необходимо ламп для обеспечения хотя бы минимальной освещенности помещения.

Основная формула расчета

где Е — заданная минимальная освещенность, лк(люкс);

S — площадь помещения, м²;

N — число светильников;

η — коэффициент использования;
Z — характеризует неравномерность освещения

Ф — световой поток, лм (люмен),

k — коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы вследствие ее старения, запыленности и т.д.

Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице.

Таблица Значения коэффициента k

Коэффициент запаса k

Запыленность свыше 5 мг/м3

Цементные заводы, литейные цеха и т. п.

Дым, копоть 1-5 мг/м3

Кузнечные, сварочные цеха и т. п.

Инструментальные, сборочные цеха

Значительная концентрация паров кислот и щелочей

Цеха химических заводов, гальванические цеха

Запыленность значительно менее 1 мг/м3, отсутствие паров кислот и щелочей

Жилые, административные и офисные и т.п. помещения

Так как люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, то коэффициент запаса k=1,8 (имеется содержание паров щелочи в помещении).

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных, точное его определение затруднительно, но в наибольшей степени он зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h).

При расположении светильников в линию (ряд), если выдержано наивыгоднейшее отношение L / h, рекомендуется принимать Z = 1,1 для люминесцентных ламп

Для определения коэффициента использования светового потока η находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка rп, стен rс, пола rр.

Обычно для светлых административно- конторских помещений: rп = 70%, rс = 50%, rр = 30%.

Для производственных помещений с незначительными пылевыделениями: rп = 50%, rс = 30%, rр = 10%.

Для пыльных производственных помещений: rп = 30%, rс = 10%, rр = 10%

Индекс помещения определяется по формуле:

где А и В — длина и ширина помещения, м;

h — расчетная высота, м.(высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м

где H — геометрическая высота помещения;

hсв — свес светильника. Обычно hсв = 0,2 . 0,8 м

hp — высота рабочей поверхности,hp = 0,8 . 1,0 м.

Таблица .Коэффициенты использования светового потока светильников для люминесцентных светильников типа ЛБ,

Источник

А. Однофазное прикосновение в сетях с заземленной нейтралью

Рис. 12. Схема прохождения тока через тело человека при однофазном прикосновении в сети с заземленной нейтралью

Ток, проходящий через тело человека:

где Rн– сопротивление заземления нейтрали, Rн ≤ 4 Ом;

rп, rоб , rод – сопротивление пола, обуви, одежды.

Рис. 13. Схема прохождения тока через тело человека при однофазном прикосновении в сети с изолированной нейтралью

В сетях с изолированной нейтралью условия электробезопасности определяются сопротивлениями изоляции и емкостью относительно земли.

Ток, проходящий через тело человека:

Если емкость проводов относительно земли мала, т.е. Сф–>0, что обычно бывает в воздушных сетях небольшой протяженности, то ток через тело человека определится выражением

где Rф – сопротивление изоляции фазы.

Если же емкость велика, а проводимость изоляции незначительна, т.е. Rф→∞, что обычно бывает в кабельных сетях, то сила тока через тело человека:

Читайте также:  Как понизить переменный ток с 220 до 24 вольт

где Хс – емкостное сопротивление, Хс = 1/ωС, Ом;

ω – угловая частота, рад/с.

Таким образом, при поддержании параметров сети Rф и Сф на соответствующем нормам уровне можно добиться обеспечения электро-безопасных условий эксплуатации сети. Поэтому при эксплуатации электри-ческих сетей, работающих в режиме изолированной нейтрали, особое значение имеет контроль изоляции. По требованию безопасности Rиз ≥ 0,5 Мом.

Приведенные формулы справедливы для работы установок в нормальном режиме (т.е. при сохранении нормативных значений сопротивления изоляции).

Схема прохождения тока через тело человека в аварийном режиме (при неисправности изоляции фаз) приведена на рис. 14.

Рис. 14. Схема прохождения тока через тело человека при однофазном прикосновении в сети с изолированной нейтралью при замыкании на землю одной из фаз (аварийный режим)

Ток, проходящий через тело человека в аварийном режиме определяется выражением

В аварийных ситуациях (при неисправности изоляции фаз) человек попадает под действие линейного напряжения.

Таким образом, при неисправности изоляции фаз человек попадает под действие линейного напряжения.

Аварийные режимы возникают при повреждении изоляции и пробое фазы на корпус оборудования, при падении на землю провода под напряжением и по другим причинам. Потенциал токоведущей части падает при этом до потенциала j3, где j3 = J3·r3; здесь J3– ток замыкания; r3 – сопротивление цепи в точке замыкания.

Растекание тока замыкания в грунте определяет характер распределения потенциала на поверхности земли. Для упрощения анализа предположим, что ток стекает в грунт через одиночный заземлитель полусферической формы, что грунт однородный и изотропный и что удельное сопротивление грунта ρ во много раз превышает удельное сопротивление материала заземлителя. Тогда плотность тока в точке на расстоянии х выразится зависимостью

где – ток, стекающий с заземлителя в грунт; – площадь поверхности полусферы радиусом х, = .

Падение напряжения в элементарном слое грунта толщиной dx выразится через напряженность поля Е и толщину этого слоя:

DU = Edx.

Напряженность поля определяется законом Ома в дифференциальной форме Е = ρ.

Потенциал точки х равен падению напряжения от точки х до бесконечно удаленной точки с нулевым потенциалом. Поэтому

Таким образом, потенциал на поверхности грунта распределяется по закону гиперболы. Схема растекания тока в грунте представлена на рис.15.

Рис. 15. Распределение потенциала по поверхности земли при стекании тока на землю

Напряжение прикосновения (рис.16) – это напряжение между двумя точками цепи замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса и точек грунта, в которых находятся ноги человека, :

; ; ,

где – удельное сопротивление грунта;

r – радиус условного полусферического заземлителя;

– коэффициент напряжения прикосновения. В пределах зоны растека-ния тока меньше единицы, а за пределами этой зоны равен единице. Напряжение прикосновения увеличивается по мере удаления от заземлителя, и за пределами зоны растекания тока оно равно напряжению на корпусе оборудования.

Ток, протекающий через тело человека при прикосновении,

Напряжение шага(рис. 16)– разность потенциалов, обусловленная растеканием тока замыкания на землю, между точками цепи тока, находящихся на расстоянии шага а(а = 0,8 м), которых одновременно касается ногами человек.

Рис.16. Схема возникновения напряжения прикосновения и шагового напряжения

; ; ; ,

где bш – коэффициент шагового напряжения.

Напряжение шага зависит от потенциала замыкания и удельного сопротивления грунта, а также расстояния от заземлителя и ширины шага.

Напряжение шага максимально у заземлителя и уменьшается по мере удаления от заземлителя; вне поля растекания оно равно нулю.

Ток, обусловленный напряжением шага,

Следует отметить, что условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток протекает по разным путям: через грудную клетку – от напряжения прикосновения и по нижней петле – от напряжения шага. Значительные напряжения шага вызывают судорогу в ногах, человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль всего тела человека.

Дата добавления: 2015-07-30 ; просмотров: 1918 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Меры защиты от поражения электрическим током. Прикосновение человека к двум фазам. Прикосновение человека к одной фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью

Страницы работы

Фрагмент текста работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

Лабораторная работа № 1

по дисциплине: «Охрана труда»

«Меры защиты от поражения электрическим током. Защитное заземление. Защитное зануление»

Исполнитель: студент гр. ЭП-41

Практическая работа 1

Меры защиты от поражения электрическим током

1. Цель работы: Изучить систему защитного заземления

2. Краткие теоретические сведения:

Меры защиты от поражения электрическим током

Все случаи поражения человека током в результате электрического удара возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека или, при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение.

Опасность такого прикосновения, оцениваемая значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения, зависит от ряда факторов:

схемы замыкания цепи через тело человека:

режима нейтрали сети (нейтраль изолирована, или заземлена);

Читайте также:  Расчет линейной электрической цепи однофазного переменного тока

сопротивления тела человека;

степени изоляции токоведущих частей от земли;

значения емкости токоведущих частей относительно земли.

Следовательно, в одних случаях замыкание цепи тока через тело человека будет сопровождаться прохождением через него малых токов или окажется неопасным, в других — токи могут достигать больших значений, способных вызвать смертельное поражение человека.

Наиболее типичными являются два случая замыкания цепи через тело человека:

касание одновременно двух проводов сети (двухфазное прикосновение);

касание одного провода (однофазное прикосновение)

Двухфазное прикосновение (рис. 1.1) более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение — линейное и поэтому через человека пойдет больший ток, А:

где Uл — линейное напряжение, В; Rh — сопротивление тела человека (в расчетах принимается 1000 Ом).

При двухфазном прикосновении ток, проходящий через тело человека, практически не зависит от режима нейтрали сети, следовательно, двухфазное прикосновение является одинаково опасным как в сети с изолированной, так и заземленной нейтралью. При двухфазном прикосновении опасность поражения не уменьшится и в случае, если человек будет надежно изолирован от земли, т.е. иметь на ногах диэлектрические галоши или боты либо будет стоять на изолирующем полу или диэлектрическом ковре.

В сети с заземленной нейтралью (рис. 1.2) цепь тока, проходящего через человека, включает: сопротивление тела человека; сопротивление обуви; сопротивление пола; сопротивление заземления нейтрали источника тока (генератора или трансформатора). Все эти сопротивления включены последовательно.

Ток, проходящий через человека определяется по формуле:

Рисунок 1.1. Прикосновение человека к двум фазам

Рисунок 1.2. Прикосновение человека к одной фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью

В сети с изолированной нейтралью (рис. 1.3) ток, проходящий через тело человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.

Ток, проходящий через человека для этого случая, определяется по формуле:

Рисунок 1.3. Прикосновение человека к одной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью

Источник



Однофазное (однополюсное) прикосновение

date image2015-05-13
views image4847

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

При однофазном прикосновении в сети с глухозаземленной нейтралью (рис 315, а) через тело человека проходит меньший ток, поскольку напряжение, под которой оказался человек, не превышает фазного, что в / 3 раз меньше, чем линейное напряжение сети. Кроме того, общее сопротивление электрической цепи может состоять не только из сопротивления тела человека и сопротивления заземления нейтрали, но и сопротивления пола (основы), как стоит человек, и сопротивления его обуви. В общем случае определяется по формуле:

Рассмотрим случай, когда человек прикасается к одной из фаз трехфазной сети напряжением 380В ( и деревянном полу, имеющий сопротивление и? П = 60 000 Ом в сухом обуви на резиновой подошве (Я = 50 000 Ом), тогда ток, который может пройти через тело человека, будет равна

Ток такой силы абсолютно безопасен для жизни человека, поскольку он меньше пороговый неотъемлемой пуская ток (см. табл 35)

Рис 315Схема однофазного прикосновения при нормальном режиме работы электросети: а — в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью б — в трехфазной сети с изолированной нейтралью

Если же человек стоит на земле или токопроводящей полу (Я = 0) в промокшей обуви (Лв = 0), то / составляет

Такое значение силы тока является смертельно опасным для человека

При однофазном прикосновении в трехфазной сети с изолированной нейтралью (см. рис 314, б) ток пройдет через тело человека, будет меньше, чем при аналогичном прикосновении в сети с глухозаземленной нейтр ралли Это связано с тем, что в общий сопротивления электрической цепи еще добавляется сопротивление изоляции (гв, гв, е) и емкости (с, с, с) фаз В такой сети напряжением до 1000 В, когда значение сопротивления изоляции все х трех фаз уровне (г = гь = е = г), а емкостным сопротивлением можно пренебречь (са = сь = с = 0), ток, проходящий через человека, равнарівнює

Рис 316Схема однофазного прикосновения к исправной фазы неисправной электросети, в которой одна фаза замыкается на землю

Необходимо заметить, что вышеприведенные рассуждения касаются нормальной работы электросети При аварийных режимах сети (замыкании фазы на корпус или на землю) условия меняются Например, если одна из фаз замыкается на землю (рис 316), то ток, который пройдет через тело человека в случае ее прикосновения к исправной фазы, можно выразить следующей зависимостью:

Как правило, сопротивление короткого замыкания Лк достаточно мал и может

Таким образом, проанализировав условия поражения человека током можно сделать следующие выводы:

— наименее опасно однофазное прикосновение к проводу (фазы) исправной сети с изолированной нейтралью;

— при замыкании одной из фаз на землю (неисправна сеть) опасность однофазного прикосновения к исправной фазы в такой сети больше, чем в исправной сети при любом режиме нейтрали;

— при однофазном прикосновении в сети с глухозаземленной нейтралью последствия поражения существенно зависят от сопротивления основания (пола), на которой стоит человек и сопротивления ее обуви;

— опасным является двухфазное прикосновение при любых режимов нейтрали;

— в сетях напряжением выше 1000 В опасность однофазного или двухфазного прикосновения практически одинакова, при этом высока вероятность смертельного поражения

Источник