Почему двухфазное прикосновение представляет наибольшую опасность чем однофазное
Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях
Чем определяется опасность поражения током в различных электрических сетях?
Анализ опасности поражения практически сводится к определению значения тока, протекающего через тело человека в различных условиях, в которых он может оказаться при эксплуатации электроустановок, или напряжения прикосновения. Опасность поражения зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.
Каковы схемы включения человека в электрическую цепь?
Наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя фазами электрической сети, между одной фазой и землей. Кроме того, возможно прикосновение к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением, а также включение человека под шаговое напряжение.
Что называется нейтралью трансформатора (генератора) и каковы режимы ее работы?
Точка соединения обмоток питающего трансформатора (генератора) называется нейтральной точкой, или нейтралью. Нейтраль источника питания может быть изолированная и заземленная.
Заземленной называется нейтраль генератора (трансформатора), присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).
Изолированной называется нейтраль генератора или трансформатора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы).
Что положено в основу выбора режима нейтрали?
Выбор схемы сети, а следовательно, и режима нейтрали источника тока производят исходя из технологических требований и условий безопасности.
При напряжении до 1000 В широкое распространение получили обе схемы трехфазных сетей: трехпроводная с изолированной нейтралью и четырехпроводная с заземленной нейтралью.
По технологическим требованиям предпочтение часто отдается четырехпроводной сети, она использует два рабочих напряжения — линейное и фазное. Так, от четырехпроводной сети 380 В можно питать как силовую нагрузку — трехфазную, включая ее между фазными проводами на линейное напряжение 380 В, так и осветительную, включая ее между фазным и нулевым проводами, т. е. на фазное напряжение 220 В. При этом становится значительно дешевле электроустановка за счет применения меньшего числа трансформаторов, меньшего сечения проводов и т. п.
По условиям безопасности выбирают одну из двух сетей исходя из положения: по условиям прикосновения к фазному проводу в период нормального режима работы сети более безопасной является сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период — сеть с заземленной нейтралью. Поэтому сети с изолированной нейтралью целесообразно применять, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции сети и когда емкость сети относительно земли незначительна. Это могут быть мало разветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицированного персонала. Примером могут служить сети небольших предприятий, передвижные установки.
Сети с заземленной нейтралью применяют там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию электроустановок (из-за высокой влажности, агрессивной среды и пр.) или нельзя быстро отыскать и устранить повреждение изоляции, когда емкостные токи сети вследствие значительной ее разветвленности достигают больших значений, опасных для жизни человека. К таким сетям относятся сети крупных промышленных предприятий, городские распределительные и пр.
Существующее мнение о более высокой степени надежности сетей с изолированной нейтралью недостаточно обоснованно.
Статистические данные указывают, что по условиям надежности работы обе сети практически одинаковы.
При напряжении выше 1000 В вплоть до 35 кВ сети по технологическим причинам имеют изолированную нейтраль, а выше 35 кВ — заземленную.
Поскольку такие сети имеют большую емкость проводов относительно земли, для человека одинаково опасно прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралью. Поэтому режим нейтрали сети выше 1000 В по условиям безопасности не выбирается.
Какова опасность двухфазного прикосновения?
Под двухфазным прикосновением понимается одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением (рис. 1).
Рис. 1. Схема двухфазного прикосновения человека к сети переменного тока
Двухфазное прикосновение более опасно. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через тело человека по одному из самых опасных для организма путей (рука—рука), будет зависеть от прикладываемого к телу человека напряжения, равного линейному напряжению сети, а также от сопротивления тела человека:
В сети с линейным напряжением Uл = 380 В при сопротивлении тела человека Rчел = 1000 Ом ток, проходящий через тело человека, будет равен:
Этот ток для человека смертельно опасен. При двухфазном прикосновении 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 равенства линейных напряжений этих сетей).
Случаи прикосновения человека к двум фазам происходят сравнительно редко.
Чем характеризуется однофазное прикосновение?
Однофазным прикосновением называется прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.
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 режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, сопротивление пола (или основания), на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.
Какова опасность однофазного прикосновения в сети с заземленной нейтралью?
Рис. 2. Схема прикосновения человека к одной фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью
В сети с заземленной нейтралью (рис. 2) цепь тока, проходящего через тело человека, включает в себя сопротивления тела человека, его обуви, пола (или основания), на котором стоит человек, а также сопротивление заземления нейтрали источника тока. С учетом указанных сопротивлений ток, проходящий через тело человека, определяется из следующего выражения:
При наиболее неблагоприятных условиях (человек, прикоснувшийся к фазе, имеет на ногах токопроводящую обувь — сырую или подбитую металлическими гвоздями, стоит на сырой земле или на проводящем основании — металлическом полу, на заземленной металлоконструкции), т. е. когда Rоб = 0 и Rп = 0, уравнение принимает вид:
Поскольку сопротивление нейтрали Ro обычно во много раз меньше сопротивления тела человека, то им можно пренебречь. Тогда
Однако при этих условиях и однофазное прикосновение, несмотря на меньший ток, весьма опасно. Так, в сети с фазным напряжением Uф = 220 В при Rчел = 1000 Ом ток, проходя через тело человека, будет иметь значение:
Такой ток смертельно опасен для человека.
Если человек имеет на ногах непроводящую обувь (например, резиновые галоши) и стоит на изолирующем основании (например, на деревянном полу), то
Ток такой силы не опасен для человека.
Из приведенных данных видно, что для безопасности работающих в электроустановках большое значение имеют изолирующие полы и непроводящая ток обувь.
Каковы особенности однофазного прикосновения в сети с изолированной нейтралью?
В сети с изолированной нейтралью (рис. 3) ток, проходящий через тело человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.
С учетом сопротивлений обуви Rоб и пола или основания Rп, на котором стоит человек, включенных последовательно сопротивлению тела человека Rчел, ток, проходящий через тело человека, определяется уравнением:
где Rиз — сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом.
Рис. 3. Схема прикосновения человека к одной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью
При наиболее неблагоприятном случае, когда человек имеет проводящую ток обувь и стоит на токопроводящем полу, т. е. при Rоб = 0 и Rп = 0, уравнение значительно упростится:
Для этого случая в сети с фазным напряжением Uф = 220 В и сопротивлением изоляции фазы Rиз = 90 000 Ом при Rчел = 1000 Ом ток, проходящий через человека, будет равен:
Этот ток значительно меньше тока (220 мА), вычисленного нами для случая однофазного прикосновения при аналогичных условиях, но в сети с заземленной нейтралью. Он определяется в основном сопротивлением изоляции проводов относительно земли.
Какая сеть является более безопасной — с изолированной или заземленной нейтралью?
При прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью. Однако этот вывод справедлив лишь для нормальных (безаварийных) условий работы сетей, при наличии незначительной емкости относительно земли.
В случае же аварии, когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опасной. Объясняется это тем, что при такой аварии в сети с изолированной нейтралью напряжение неповрежденной фазы относительно земли может возрасти с фазного до линейного, в то время как в сети с заземленной нейтралью повышение напряжения окажется незначительным.
Однако современные электрические сети ввиду их разветвленности и значительной протяженности создают большую емкостную проводимость между фазой и землей. В этом случае опасность прикосновения человека к одной и двум фазам практически одинакова. Каждое из этих прикосновений весьма опасно, так как ток, проходящий через тело человека, достигает очень больших значений.
Что такое напряжение шага?
Под напряжением шага понимается напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Величина шага обычно принимается равной 0,8 м.
Для некоторых животных (лошади, коровы) величина напряжения шага больше, чем для людей, и путь тока захватывает грудную клетку. По этим причинам они более подвержены поражениям шаговым напряжением.
Шаговое напряжение возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю. Наибольшая величина будет около места перехода, а наименьшая — на расстоянии более 20 м, т. е. за пределами, ограничивающими поле растекания тока в грунте.
На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения составляет 68% полного напряжения, на расстоянии 10 м — 92%, на расстоянии 20 м потенциалы точек настолько малы, что практически могут быть равны нулю.
Такие точки поверхности почвы считаются находящимися вне зоны растекания тока и называются «землей».
Опасность напряжения шага увеличивается, если человек, подвергшийся его воздействию, падает. И тогда напряженйе шага возрастает, так как путь тока проходит уже не через ноги, а через все тело.
Случаи поражения людей из-за воздействия напряжения шага относительно редки. Они могут произойти, например, вблизи упавшего на землю провода (в такие моменты до отключения линии нельзя допускать людей и животных на близкое расстояние к месту падения провода). Наиболее опасны напряжения шага при ударе молнии.
Оказавшись в зоне шагового напряжения, выходить из нее следует небольшими шагами в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю, и в частности лежащего на земле провода.
Двухфазное и однофазное прикосновение человека к токоведущим частям
Если в результате прикосновения человека к какой-либо части электроустановки через его тело устанавливается цепь тока, то действующее в этой цепи напряжение прикладывается не только к телу человека, но и к тем сопротивлениям, которые включены к ним последовательно. Например, сопротивление обуви, пола и т.д. Та часть напряжения, которая приходится в этой цепи на тело человека, называется напряжением прикосновения.
Если человек касается одновременно двух точек, между которыми существует напряжение, и при этом образуется замкнутая цепь, через тело человека проходит ток.
При двухфазном прикосновении человек оказывается под полным рабочим напряжением установки РАВНЫМ > 220 В, т.е. смертельно опасный для человека.
4. Конструкция и принцип действия огнетушителей: химически пенных и углекислотных.
Принцип действия огнетушителя ОУ-2 (углекислотный)
Огнетушитель ОУ-2 предназначен для тушения небольших загораний различных веществ и электроустановок, находящихся под напряжением.
Огнетушитель представляет собой толстостенные стальные баллоны, в горловины которых ввернуты головки с сифонной трубкой и раструбами.
Почему двухфазное прикосновение представляет наибольшую опасность чем однофазное?
В каком случае прикосновение опаснее?
При двухфазном прикосновении 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 равенства линейных напряжений этих сетей).
Какое прикосновение к токоведущим частям более опасно?
Двухполюсное прикосновение, как правило, более опасно, поскольку сопротивление цепи тока состоит только из сопротивления тела человека, а ток через человека зависит от напряжения электроустановки и не зависит от режима работы нейтрали сети.
Чем оценивается опасность поражения электрическим током в электросетях?
Каким последствиям для человека приведёт длительное протекание через его тело тока величиной 0 5 ампер?
Какая сеть опаснее при однофазном прикосновении?
Таким образом, при прочих равных условиях однофазное прикосновение человека в сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью, и, следовательно, система с изолированной нейтралью при нормальном состоянии изоляции менее опасна для человека, чем система с глухим заземлением нейтрали.
Какая величина тока считается удерживающей?
Человек начинает ощущать воздействие проходящего сквозь него переменного тока при значении 0,6 мА, прямого начиная с 5-7 мА. Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами. Следующий порог – порог неотпускающего (удерживающего) тока. Его значение для переменного тока составляет ≥10 мА, для постоянного ≥50 мА.
Когда может возникнуть опасность косвенного прикосновения к токоведущим частям?
Защиту при косвенном прикосновении выполняют во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока.
Какое прикосновение к электрооборудованию считается наиболее опасным?
Наиболее опасным является двухфазное прикосновение. Опасность трехфазных электрических сетей с заземленной нейтралью.
Что такое напряжение прикосновения?
Напряжение прикосновения — напряжение, появляющееся на теле человека при одновременном прикосновении к двум точкам проводников или проводящих частей, в том числе при повреждении изоляции.
Какие средства защиты бывают в электроустановках?
Каковы основные условия поражения человека в электроустановках?
Условия поражения электрическим током
Что положено в основу выбора режима нейтрали?
Выбор режима нейтрали в электрических сетях определяется бесперебойностью электроснабжения потребителей, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок.
Какой ток является опасным А какой смертельным?
Сколько ампер нужно для остановки сердца?
ПОРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ (ЭЛЕКТРОТРАВМА) – повреждение организма различной степени тяжести в зависимости от характеристики тока, длительности его воздействия и состояния организма. 1,6 мА вызывает чувство щекотания или «мурашек» в руке, а сила тока 50–100 мА может привести к остановке сердца.
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
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);
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)
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:
(1.3)
Рисунок 1.3. Прикосновение человека к одной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью
Простота и ясность
Инструменты пользователя
Инструменты сайта
Боковая панель
Категории
Контакты
Содержание
Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях
Прохождение тока через человека, является следствием его прикосновения не менее, чем к двум точкам электрической цепи, между которыми есть некоторая разность потенциалов (напряжение).
Опасность такого прикосновения неоднозначна и зависит от ряда факторов:
Классификация сетей напряжением до 1000 В
Однофазные сети
Однофазные сети разделятся на двухпроводные и однопроводные.
Двухпроводные
Двухпроводные сети делятся на изолированные от земли и с заземлённым проводом.
Изолированные от земли
 |
| Однофазная сеть. Двухпроводная изолированная от земли |
С заземлённым проводом
 |
| Однофазная сеть. Двухпроводная с заземлённым проводом |
Данные сети широко используются в народном хозяйстве, начиная с питания малым напряжением переносного инструмента и заканчивая питанием мощных однофазных потребителей.
Однопроводные
В случае однопроводной сети, роль второго провода выполняет земля, рельс и т.д.
 |
| Однофазная сеть. Однопроводная |
Основное применение данные сети получили в электрифицированном транспорте (электровозы, трамваи, метро и т.д.).
Трёхфазные сети
В зависимости от режима нейтрали источника тока и наличия нейтрального или нулевого проводника могут быть выполнены по четырём схемам.
1. Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью
 |
| Трёхфазная сеть. Трёхпроводная с изолированной нейтралью |
2. Трёхпроводная сесть с заземлённой нейтралью
 |
| Трёхфазная сеть. Трёхпроводная с заземлённой нейтралью. |
3. Четырёх проводная сеть с изолированной нейтралью
 |
| Трёхфазная сеть. Четырёхпроводная с изолированной нейтралью. |
4. Четырёх проводная сеть с заземлённой нейтралью
 |
| Трёхфазная сеть. Четырёхпроводная с заземлённой нейтралью. |
При напряжении до 1000В в нашей стране используются схемы «1» и «4».
Схемы включения человека в электрическую цепь
Подробнее о схемах включения человека в цепь см. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.
Однофазные сети
Изолированная от земли
 |
| Прикосновение человека к однофазной двухпроводной изолированной от земли сети. Нормальный режим работы сети. |
Чем лучше изоляция проводов относительно земли, тем меньше опасность однофазного прикосновения к проводу.
Прикосновение человека к проводу с большим электрическим сопротивлением изоляции более опасно.
 |
| Прикосновение человека к однофазной двухпроводной изолированной от земли сети. Аварийный режим работы сети. |
При замыкании провода на землю, человек прикоснувшийся к исправному проводу, оказывается под напряжением, равным почти полному напряжению линии, независимо от сопротивления изоляции проводов.
С заземлённым проводом
 |
| Прикосновение человека к незаземлённому проводнику однофазной двухпроводной сети. Нормальный режим работы сети. |
В данном случае, человек оказывается практически под полным напряжением сети.
 |
| Прикосновение человека к заземлённому проводнику однофазной двухпроводной сети. Нормальный режим работы сети. |
В нормальных условиях прикосновение к заземлённому проводу практически не опасно.
 |
| Прикосновение человека к заземлённому проводнику однофазной двухпроводной сети. Аварийный режим работы сети. |
При коротком замыкании напряжение на заземлённом проводе может достигать опасных значений.
Трёхфазные сети
С изолированной нейтралью
 |
| Прикосновение человека к проводу трёхфазной трёхпроводной сети с изолированной нейтралью. Нормальный режим работы. |
Опасность прикосновения определяется полным электрическим сопротивлением проводов относительно земли, с увеличением сопротивления, опасность прикосновения уменьшается.
 |
| Прикосновение человека к проводу трёхфазной трёхпроводной сети с изолированной нейтралью. Аварийный режим работы. |
Напряжение прикосновения практически равно линейному напряжению сети. Наиболее опасный случай.
С заземлённой нейтралью
 |
| Прикосновение человека к проводу трёхфазной четырёхпроводной сети с заземлённой нейтралью. Нормальный режим работы. |
Человек в данном случае оказывается практически под фазным напряжением сети.
 |
| Прикосновение человека к проводу трёхфазной четырёхпроводной сети с заземлённой нейтралью. Аварийный режим работы. |
Величина напряжения прикосновения лежит между линейным и фазным напряжением, зависит от соотношения между сопротивлением замыкания на землю 
и сопротивлением заземления 
.
Меры обеспечения электробезопасности
Основные защитные средства обеспечивают непосредственную защиту от поражения электрическим током.
Дополнительные защитные средства не могут самостоятельно обеспечить безопасность, но могут помочь при использовании основных средств.
 |
| Приниципиальная схема защитного заземления в сетях с изолированной нейтралью до 1000В. |
В сетях до 1000 В защитное заземление применяется в сетях с изолированной нейтралью.
Принцип действия заключается в уменьшении до безопасного значения напряжения прикосновения.
Когда заземление невозможно, в целях защиты выравнивают потенциал основания на котором стоит человек и оборудования, путём повышения. Например, соединение ремонтной корзины с фазным проводником ЛЭП.
Заземлители делятся на:
a. Искусственные, предназначенные для целей заземления непосредственно.
b. Естественные, находящиеся в земле металлические предметы иного назначения, которые могут быть использованы в качестве заземлителей. Исключения по критерию взырвопожароопасности (газопроводы и т.д.).
Сопротивление заземления должно быть не более нескольких Ом. При этом со временем в результате коррозии сопротивление заземлителя возрастает. Поэтому его величина должна периодически контролироваться (зима/лето).
 |
| Приниципиальная схема защитного зануления в сетях до 1000В с заземлённой нейтралью. |
Токовая защита реализуется либо с помощью автоматических выключателей, либо плавких предохранителей. Особое внимание необходимо уделить выбору толщины нулевого защитного провода, достаточной для проведения тока короткого замыкания.
Данный вид защиты срабатывает, когда токи входящий и выходящий в отслеживаемом контуре не совпадают по величине т.е., когда имеет место быть утечка тока. Например, при прикосновении человека к фазному проводу, часть тока уходит мимо основного контура в землю, что и вызывает отключение питания оборудования в контролируемом контуре. Подробнее, см. здесь.