Електробезпека. Дія на організм, фактори ураження, перша допомога, захист, заземлення. (реферат)

реферат

Електробезпека. Дія на організм, фактори ураження, перша допомога,
захист, заземлення.

1. Дія електричного струму на організм людини

Проходячи через організм людини, електричний струм виконує термічну,
електролітичну, біологічну і динамічну дії:

Термічна дія виражається в опіках окремих ділянок тіла і нагріві
кровоносних судин, нервів і т.п.

Електролітична дія виражається в розкладанні крові і других органічних
рідин, що призводить до значного порушення їх фізико-хімічного складу.

Біологічна дія являється особливим специфічним процесом, властивим лише
живій тканині. Вона виражається в подразнені живих тканин організму, що
супроводжується невимушеними судорожними скороченнями м’язів, в тому
числі м’язів серця та легенів.

Динамічна дія струму виражається в розшаруванні, розриві та інших
подібних пошкодженнях різних тканин організму (м’язових тканин, стінок
кровоносних судин, бронхів тканини легенів і т.п.) в результаті
електродина-мічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення
пару від перегрітої струмом тканинної рідини і крові.

Вся різноманітна дія електричного струму приводить до двох видів
ураження: електричних травм і електричних ударів.

Електричні травми – це чітко виражені місцеві пошкодження тканини
організму, викликані дією електричного струму або електричної дуги.
Розрізняють наступні електричні травми: електричні опіки, електричні
знаки, металізація шкіри та механічні пошкодження.

Електричні опіки можуть виникати як наслідок перетворення енергії
електричного струму в теплову і в цьому випадку являються порівняно
легкими травмами (почервоніння шкіри, утворення пузирів). Опіки,
викликані електричною дугою, носять, як правило, тяжкий характер
(омертвіння ураженої ділянки шкіри і обвуглення тканин).

Електричні знаки – це чітко накреслені плями сірого або світло-жовтого
кольору діаметром 1-5 мм на поверхні шкіри людини, яка зазнала дії
струму. Вони безбольові і піддаються лікуванню.

Металізація шкіри – це проникнення в верхні шари шкіри малесень-ких
частинок металу, що розплавляється під дією електричної дуги.

Механічні пошкодження являються наслідком різких невимушених судорожних
скорочень м’язів під дією струму, що проходить через людину. В
результаті можуть відбутися розриви шкіри, кровоносних судин і нервової
тканини, а також вивихи суглобів і навіть переломи кісток.

Електричний удар – це збудження живих тканин організму проходячим через
нього електричним струмом, що супроводжується невимушеними судорожними
скороченнями м’язів.

Розрізняють наступні чотири ступені ударів:

судорожне скорочення м’язів без втрати свідомості;

судорожне скорочення м’язів з втратою свідомості, але із збереженням
дихання і роботою серця;

втрата свідомості та порушення серцевої діяльності або дихання (або того
і другого разом взятих);

клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.

Клінічна смерть (уявна) – перехідний процес від життя до смерті, що
наступає з моменту закінчення діяльності серця і легенів. Під час
клінічної смерті ще у всіх тканинах продовжуються обмінні процеси, хоча
і на дуже низькому рівні, але достатньому для підтримання мінімальної
життєздатності. Першими починають гинути клітини кори головного мозку
від кисневого голоду. Тому тривалість клінічної смерті визначається
часом з моменту припинення діяльності серця і дихання до початку
загибелі клітин кори головного мозку; в більшості випадків вона складає
4-5 хвилин, а при загибелі здорової людини від випадкової причини,
наприклад, від електричного струму – 7-8 хвилин.

.2. Фактори, що визначають небезпеку ураження електричним струмом.

Кінцевий результат дії електричного струму на людський організм
залежить від цілого ряду факторів:

електричного опору тіла людини;

прикладеної напруги;

величини та тривалості протікання струму;

роду і частоти струму;

індивідуальних особливостей людини;

умов зовнішнього середовища.

Коротко опишемо кожний з них:

Електричний опір людини складається із опору шкіри і внутрішніх тканин.
Верхній шар шкіри (епідерміс товщиною ~ 0,2 мм) володіє значним опором
від 2000 Ом до 2 МОм, внутрішні тканини лише – 300-500 Ом, причому їх
опір залежить від стану шкіри. Середній опір тіла людини, який
приймається при технічних розрахунках – 1000 Ом.

З підвиищенням напруги, прикладеної до тіла людини (50 В і вище),
можливий пробій ороговілого шару шкіри, що приводить до різкого
зменшення опору людини. Згідно СНіП пониженою називається напруга 42 В і
менше.

3) Величина струму, що проходить через тіло людини, являється основним
фактором, що визначає степінь ураження.

а) 0,6-1,5 мА (при f = 50 Гц) – пороговий відчутний струм;

б) 10-15 мА – пороговий невідпускаючий;

в) 20-25 мА – дія струму розповсюджується на м’язи грудей, що приводить
до затруднениня дихання або припинення дихання. При дії такого струму
більш, ніж 3-4 хвилини може наступити смерть внаслідок припинення роботи
легенів;

г) 100 мА – струм здійснює безпосередню дію на м’язи серця, вик-ликає
зупинення серця або його фібріляцію, тобто швидке, хаотич-не скорочення
волокон серцевого м’яза (фібріла), в результаті припиняється кровообіг –
наступає смерть.

Тривалість протікання струму через тіло людини впливає на результат
ураження внаслідок того, що з часом різко зростає струм за рахунок
зменшення опору тіла та накопичення негативних наслідків дії струму на
організм. Опір тіла людини зменшується за рахунок місцевого нагріву
шкіри, що в свою чергу підвищує потовиділення.

4) Рід і частота струму також суттєво впливають на степінь ураження.
Найбільш небезпечним для ураження є змінний струм з частотою від 20 до
1000 Гц. Постійний струм менш небезпечний. При постійному струмі
порог-овий відчутний струм підвищується до 6-7 мА, а пороговий
невідпускаючий до 50-70 мА. Змінний струм більш небезпечний за
постійний, але це характерно для напруг до 300 В, а при більших напругах
дуже небезпечним є як змінний струм, так і постійний струм.

5) Індивідуальні особливості людини – стан здоров’я, підготовленість
до роботи, стан нервової системи – мають велике значення на результат
ура-ження електричним струмом. Підвищеним сприйняттям до дії
електричного струму володіють люди, які страдають хворобами шкіри,
серцево-судинної і нервової системи, легенів і т.д. Тому до роботи з
електричними установками допускаються люди, які пройшли медичний огляд і
спеціальне навчання.

6) Умови зовнішнього середовища суттєво впливають на опір тіла людини,
а тому і на ступінь ураження електричним струмом.

Згідно правил улаштування електроустановок (ПУЕ) всі приміщення діляться
за ступенем небезпеки ураження людей електричним струмом на три класи
(або категорії):

Приміщення без підвищенної небезпеки – це сухі, безпильні приміщення з
нормальною температурою повітря та ізолюючою (наприклад, дерев’я-ною)
підлогою, тобто приміщення, в яких відсутні умови, властиві примі-щенням
з підвищеною небезпекою і особливо небезпечним приміщенням.

Приміщення з підвищенною небезпекою характеризуються наявністю однієї із
наступних ознак: сирістю, коли відносна вологість перевищує 75%; високою
температурою повітря, яка перевищує +350С; струмопро-відного типу;
струмопровідної підлоги (залізна, земляна, залізобетонна, цегляна і
т.д.); можливості одночасного торкання людиною до метало-конструкцій
будівлі, технологічних апаратів і механізмів, які мають з’єднання з
землею з одного боку, і до металічних корпусів електрооблад-нання – з
іншого.

Особливо небезпечні приміщення характеризуються наявністю однієї із
трьох умов: особливої сирості, коли відносна вологість повітря близька
до 100%; хімічно активного середовища, коли складові парів або
утворю-вані відкладення діють руйнуюче на ізоляцію і струмоведучі
частини електрообладнання; двох або більше ознак одночасно, властивих
примі-щенням з підвищеною небезпекою.

3. Перша допомога людині, ураженій електричним струмом.

Перша долікарняна допомога людині, ураженій електричним стру-мом
складається з двох етапів: звільнення потерпілого від дії струму і
на-дання йому медичної допомоги.

Звільнення потерпілого від дії струму може бути здійснено декіль-кома
способами. Найбільш простий і вірний – це відключення відповідної
частини електрообладнання. Якщо відключити швидко неможливо (наприк-лад,
далеко розміщений вимикач), то можна при напругах до 1000 В переру-бати
дріт сокирою з дерев’яною рукояткою або відтягнути потерпілого від
струмопровідних частин, тримаючись за його одяг, якщо він сухий,
відкину-ти від потерпілого дріт з допомогою дерев’яної палки і т.п.

При напрузі вище 1000В слід використовувати діелектричні рукавиці, боти
і в необхідних випадках ізолюючу штангу.

Міри першої медичної допомоги потерпілому залежать від його стану. Якщо
потерпілий при свідомості але до цього був без тями, або довгий час
знаходився під дією струму, йому необхідно забезпечити повний спокій до
прибуття лікаря або швидко доставити в лікарню.

При відсутності свідомості, але збереженні дихання потрібно рівно і
зручно укласти потерпілого на м’яку підстилку, розстібнути пояс та
комір, забезпечити притік свіжого повітря. Слід також давати нюхати
нашатирний спирт, скропити водою лице, розтирати і зігрівати тіло.

При відсутності ознак життя потрібно почергово роботи штучне дихання і
масаж серця.

4. Аналіз небезпеки, що виникає при стіканні струму в землю. Захисне
заземлення.

Стікання струму в землю можливе тільки через провідник, який
зна-ходиться в безпосередньому контакті з землею. Такий контакт може
бути випадковим або навмисним. В останньому випадку провідник, який
знахо-диться в контакті з землею, називається заземлювачем.

. (3.1)

Це явище різкого зниження потенціалу є досить благоприємним по умовам
безпеки і використовується як одна з мір захисту від ураження струмом
при випадковій появі напруги на металічних струмопровідних частинах, які
з цією метою заземлюють.

Однак наряду з пониженням потенціалу заземленої струмопровідної частини
при стіканні струму в землю виникають і негативні явища, а саме:

1) поява потенціалу на заземлювачі і металічних частинах, які
знаходяться з ним в контакті;

2) поява потенціалу на поверхні грунту навколо місця стікання струму в
землю.

Ці явища можуть містити в собі небезпеку для життя людини.

буде

(3.2)

. При постійному струмі, а також при змінному з частотою 50 Гц поле
роз-тікання можна розглядати як стаціо-нарне поле, тому:

(3.3)

– напруженість електрич. поля (В/м).

Звідси, напруженість електрич-ного поля:

, (3.4)

. (3.5)

в любій точці А на віддалі х від заземлювача виз-начиться спадом
напруги в грунті на віддалі від х до нескінченості, тобто:

. (3.6)

– радіус самого заземлювача)

. (3.7)

Розв’язавши сумісно рівняння (3.6) і (3.7) отримаємо:

, (3.8)

. Це є рівняння рівнобічної гіперболи.

до нуля по мірі віддалення від заземлювача.

Струм, що проходить через заземлювач в землю переборює опір, який
називається опором заземлювача розтіканню струму. Він має три складові:
опір самого заземлювача, перехідний опір між заземлювачем і грунтом і
опір грунту. Дві перші складові в порівнянні з третьою дуже малі, ними
нехтують.

визначається виразом (3.1). І для випадку навпілкульового заземлювача

. (3.9)

Розраховані значення опорів для заземлювачів інших типів приведені у
довідниках.

Для забезпечення як можна меншого опору заземлювача використову-ються
групові заземлювачі, тобто заземлювачі, які складаються з декількох
паралельно увімкнених одиночних заземлювачів.

Згідно вимог правил улаштування електроустановок (ПУЕ) опір захисного
заземлювача в любий час року не повинен перевищувати:

, то допус-кається 10 Ом

і з малими струмами замикання на землю.

). Або інакше кажучи, спад напруги на опорі тіла людини.

– є різниця потенціалів двох точок елек-тричного кола, яких одночасно
торкається людина. (рис. 3.2)

, (3.10)

— опір людини.

(див. рис. 3.2). Тоді,

,(3.11)

, (3.12)

приводиться у відповідних таблицях.

.

Для вирівнювання потенціалу на повер-хні грунту використовують
групові зазем-лювачі та контур заземлення (рис. 3.3).

двух точок на по-верхні землі в зоні розтікання струму, які
знаходяться одна від одної на віддалі кроку і на яких одночасно стоїть
людина (рис. 3.4)

. (3.13)

являються частинами потенціалу заземлювача, то

, (3.14)

– коефіцієнт кроку, який враховує форму потенціальної кривої
зазем-лювача і рівний

(3.15)

більша і тим більша небез-пека для людини.

.4. Аналіз небезпеки ураження струмом при дотиканні до струмопровідних
частин в різних електричних мережах

Випадки ураження людини струмом можливі лише при замикан-ні електричного
кола через тіло лю-дини, тобто при дотиканні людини не менш чим до двох
точок кола, між якими існує деяка напруга.

Небезпека такого дотику, яка оцінюється величиною струму, що протікає
через людину, або напругою дотику, залежить від цілого ряду фак-торів:
схеми ввімкнення людини в коло, напруги мережі, схеми самої мережі,
режиму її нейтралі, степені ізоляції струмопровідних частин від землі, а
також від величини ємності струмопровідних частин відносно землі і т.п.

Схеми ввімкнення людини в коло можуть бути різними. Однак най-більш
характерними являються дві схеми ввімкнення: між двома дротами і між
одним дротом і землею (рис. 3.5). В другому випадку припускається
наявність електричного зв’язку між мережею і землею. Стосов-но мереж
змінного струму пер-шу схему (а) звичайно назива-ють двофазним
ввімкненням, а другу (б) – однофазним.

Двофазне ввімкнення, тобто дотикання людини одночасно до двох фаз,
як правило, більш не-безпечне, оскільки до тіла люди-ни прикладається
найбільша мо-жлива в даній мережі напруга – лінійна, і тому через людину
піде найбільший струм

, (3.16)

– фазова напруга, тобто напруга між початком і кінцем однієї обмотки
трьохфазного трансформатора (або між фазовим і нульовим дротом), В.

Тому на практиці торкатися до струмопровідних частин установок при
необхідності можна лише однією рукою, другу потрібно тримати в кишені
(правило кишені).

Очевидно, що двофазне ввімкнення являється однаково небезпечним в
мережах як з ізольованою нейтрально так і з заземленою. При двофазному
ввімкненні небезпека ураження не зменшиться і в тому випадку, якщо
людина надійно ізольована від землі (резиновий коврик і т.п.).

Однофазне ввімкнення відбувається значно частіше, однак є менш
небезпечним, ніж двофазне, оскільки, по-перше, напруга, під якою
знахо-диться людина, не перевищує фазної, тобто менше лінійної в 1,73
раза. Відповідно менше буде і струм, який проходить через людину.
По-друге, на величину цього струму впливає також режим нейтралі джерела
струму, опір ізоляції і ємність дротів відносно землі, опір підлоги, на
якій стоїть людина, опір взуття і т.д.

Розглянемо можливі варіанти однофазного включення в мережу.

А. Трьохфазна мережа з ізольованою нейтраллю в період її нор-мальної
роботи (рис. 3.6).

Струм, який проходить через людину, при дотиканні до однієї з фаз
мережі в період її нормальної роботи визначиться виразом

. (3.17)

– опір тіла людини (Ом).

, що звичайно має місце в повітряних мережах невеликої протяжності, то
вираз (3.17) прийме вигляд

. (3.18)

, що звичайно має місце в кабельних мережах, то згідно виразу (3.17)
струм через людину буде

. (3.19)

З (3.18) слідує, що в мережах з ізольованою нейтраллю, які володіють
незначною ємністю між дротами і землею, небезпека для людини, що
до-торкнулася однієї з фаз в період нормальної роботи мережі, залежить
від опору дротів відносно землі: із збільшенням опору небезпека
зменшується.

Однак в мережах з великою ємністю відносно землі роль ізоляції дротів в
забезпеченні безпеки дотикання втрачається, що видно з (3.17) і (3.19).

Б. Аварійний режим роботи трьохфазної мережі з ізольованою нейтраллю.

(рис. 3.7).

Тоді струм через людину, яка торк-нулася здорової фази буде

. (3.20)

А напруга дотику запишеться

. (3.21)

.

).

В. Трьохфазна чотирьохдротова мережа з заземленою нейтраллю в період її
нормальної роботи (рис. 3.8).

У цьому випадку провідність ізоляції і ємнісна провідність дротів
від-носно землі малі в порівнянні з провідністю заземлення нейтралі,
тому при визначені струму через людину, яка торкається фази мережі, ними
можна знехтувати.

При нормальному режимі роботи ме-режі, струм через людину буде

, (3.22)

– опір заземлення нейтралі, Ом.

).

Г. Аварійний режим роботи трьохфазної чотирьохдротової мережі з
заземленою нейтраллю (рис. 3.9).

D

a

ue

^ E

a

a

E

?????????????

&

„?`„?gd06…

&

gd06…

gd06…

F

F

gd06…

gd06…

gd06…

gd06…

??????

j

jE

x yUy?{Ae{th|///o//aeY/O/O//CCo///»

gd06…

gd06…

j

??????

????E

$. Тоді струм, який проходить через людину, що торкається здорової фази
визначиться рівнянням:

. (3.23)

А напруга дотику буде

. (3.24)

Розглянемо два характерних випадки:

вважати = 0, то (3.24) прийме вигляд:

.

Таким чином в даному випадку людина буде під дією лінійної напруги
мережі.

, таким чином напруга, під якою буде знаходитись людина буде рівна
фазовій.

завжди > 0, тому напруга, під якою знаходиться людина, яка
доторкнулася в аварійний період до непошкодженого фазового дроту
трьохфазної мережі з заземленою нейтраллю завжди менше лінійної, але
більше фазової, тобто

).

Від чого ж залежить вибір схеми мережі ?

Вибір схеми мережі, а таким чином, і режиму нейтралі джерела стру-му
проводиться, виходячи з технологічних вимог і з вимог безпеки.

При напругах до 1000 В широке розповсюдження отримали обидві схеми
трьохфазової мережі: трьохдротової з ізольованою нейтраллю і
чотирьохдротової з заземленою нейтраллю.

.

По умовам безпеки вибір однієї із двох схем проводиться з врахуванням
раніше зроблених висновків, а саме: по умовам дотикання до фазового
дроту в період нормального режиму роботи мережі більш безпечною
являється мережа з ізольованою нейтраллю, а в аварійний період – мережа
з заземленою нейтраллю.

Тому мережі з ізольованою нейтраллю доцільно використовувати в тих
випадках, коли мається можливість підтримувати високий рівень ізоляції
дротів і коли ємність мережі відносно землі незначна. Такими являються
малорозгалужені мережі, які не піддаються дії агресивного середовища і
знаходяться під постійним наглядом кваліфікованого персоналу. Прикладом
можуть служити мережі електротехнічних лабораторій, невеликих
підприємств і т. п.

Мережі із заземленою нейтраллю слід використовувати там, де неможливо
забезпечити хорошу ізоляцію дротів (із-за високої вологості, агресивного
середовища і т. п.), коли неможливо швидко відшукати або усунути
пошкодження ізоляції, або коли ємнісні струми мережі внаслідок значної
її розгалуженості досягають великих значень. Прикладом таких мереж
можуть служити мережі великих машинобудівних заводів.

При напругах вище 1000 В по технічним вимогам мережі з напругою до 35 кВ
включно мають ізольовану нейтраль, а вище 35 кВ – заземлену. Поскільки
такі мережі крім високої напруги, як правило, мають ще і велику ємність
дротів відносно землі, для людини являється однаково небезпечним
дотиканням до дроту мережі як з ізольованою, так і з заземленою
нейтраллю. Тому режим нейтралі мережі напругою вище 1000 В по умовах
безпеки не вибирається.

.5. Причини ураження електричним струмом і основні міри захисту

Основні причини:

Випадкове доторкання і наближення до струмопровідних частин, які
знаходяться під напругою.

Поява напруги на металічних частинах, в результаті пошкодження ізоляції
та інших причин.

Поява напруги на вимкнених струмопровідних частинах в результаті
помилкового ввімкнення установок.

Виникнення крокової напруги в результаті замикання струму на землю.

Основні міри захисту:

Забезпечення недоступності до струмопровідних частин, що знаходяться під
напругою (ізоляція, огородження, блокування, попереджувальні надписи і
т. п.).

Захисне розділення мережі – розділення протяжної електричної мережі на
окремі електрично поділені малі ділянки за допомо-гою роздільних
трансформаторів.

Застосування по можливості малих напруг (особливо для ручного
електроінструменту і переносних освітлювальних ламп).

Використання захисних заземлень і вирівнювання потенціалу на поверхні
грунту.

5. Занулення.

Зануленням називається приєднання до неодноразово заземленого нульового
дроту живлячої мережі корпусів та інших конструктивних металевих частин
електрообладнання, які в звичайних нормальних умовах не знаходяться під
напругою, але внаслідок пошкодження ізоляції або інших причин можуть
опинитися під напругою. Принципова схема занулення показана на рис.
3.10.

Задача занулення така сама, як і у захисного заземлення: усунення
не-безпеки ураження людей струмом при пробої напруги на корпус.
Вирішуєть-ся ця задача автоматичним вимкненням ушкодженої установки від
мережі.

Принцип дії занулення – перетворення пробою на корпус в однофазне
коротке замикання (тобто замикання між фазовим та нульовим дротом) з
ме-тою створення великого струму, здатного забезпечи-ти спрацювання
захисту. Таким захистом являються: плавкі запобіжники або автоматичні
вимикачі, які встановлюються перед споживачами енергії для за-хисту від
струмів короткого замикання.

Швидкість вимкнення ушкодженої установ-ки, тобто час з моменту появи
напруги на корпусі до моменту відключення установки від мережі складає
5-7 с при захисті запобіжниками і 1-2 с – автоматич-ними вимикачами.

Область застосування занулення – трьохфаз-ні чотирьохдротові мережі
напругою до 1000 В з глу-хозаземленою нейтраллю.

Як видно з рис. 3.10 схема занулення потре-бує наявності в мережі
нульового дроту, заземлен-ня нейтралі джерела струму і повторного
заземлен-ня нульового дроту.

Призначення нульового дроту – створення для струму короткого замикання
ланцюга з малим опором, щоб цей струм був достатнім для спрацьовування
захисту.

Для переконання розглянемо обернений випадок: мережу без нульово-го
дроту рис. 3.11. В цьому випадку роль нульового дроту виконує земля. При
замиканні фази на корпус в даному випадку по ланцюгу через землю буде
протікати струм

, (3.25)

а на корпусі відносно землі виникне напруга

. (3.26)

може виявитись не-достатньою для спрацьовування захисту.

. Якщо струм спрацювання захисту більше, ніж 27,5 В, то відключення не
відбудеться і корпус буде під напругою.

Щоб усунути цю небезпеку треба підвищити струм, який протікає че-рез
захист, що досягається введенням в схему нульового дроту.

Висновки: 1) В трьохфазній мережі із заземленою нейтраллю без ну-льового
дроту неможливо забезпечити безпеку при замиканні фази на кор-пус, тому
таку мережу застосовувати забороняється.

2) Правила улаштування електроустановок вимагають, щоб провід-ність
нульового дроту була не менше половини провідності фазового дроту.

Призначення заземлення нейтралі – зниження до безпечного зна-чення
напруги нульо-вого дроту відносно землі та всіх корпу-сів, які
приєднанні до нього, при випадко-вому замиканні фази на землю.

, завдяки чому напруга між зануленим обладнанням і землею різко
знизиться і буде рівною:

. (3.27)

, яка є безпечною.

Звідси висновок: трьохфазна чотирьохдротова мережа з ізольова-ною
нейтраллю містить в собі небезпеку ураження струмом і тому такі мережі
не використовуються.

Призначення повторного заземлення нульового дроту – зменшен-ня небезпеки
ураження людей струмом, яка виникає при обриві нульового дроту та
замиканні фази на корпус за місцем обриву.

Дійсно, при випадковому обриві нульового дроту і замиканні фази на
корпус за місцем обриву (рис. 3.13, а) відсутність повторного заземлення
приведе до того, що напруга відносно зем-лі обірваної ділянки нульового
дроту і всіх приєднаних до нього корпусів буде дорів-нювати фазовій. При
цьому обладнання ав-томатично не вимк-неться, що дуже не-безпечно.

через землю (див. рис. 3.13, б), зав-дяки чому напруга занулених
корпусів, які знаходяться за місцем обриву понизиться і буде рівною

. (3.28)

Однак при цьому опиняться під напругою і корпуси обладнання, які
приєднані до нульового дроту до місця обриву. Причому

. (3.29)

.

З цього випливає наступний висновок, повторне заземлення значно зменшує
небезпеку ураження струмом в результаті обриву нульового дроту та
замикані фази на корпус за місцем обриву, але не може усунути її
повністю, а тому необхідна ретельна прокладка нульового дроту, щоб
виключити можливість його обриву по будь-якій причині. Крім того в
нульовому дроті забороняється ставити запобіжники, рубильники та інші
прилади, які можуть порушити його цілісність.

Зануленню підлягають ті ж металічні конструкції та неструмоведучі
частини електрообладнання, які підлягають захисному заземленню.

6. Захисне відключення

Захисним відключенням називаються пристрої, які швидко, не довше 0,2 с,
автоматично відключають ділянку електричної мережі при виникненні в ній
небезпеки ураження людини струмом.

Така небезпека може виникнути при замиканні фази на корпус
елек-трообладнання; при зниженні опору ізоляції фаз відносно землі нижче
дея-кої межі; при появі в мережі більш високої напруги; при дотиканні
людини до струмоведучої частини, яка знаходиться під напругою і т. д. В
цих ви-падках в мережі виникає зміна деяких електричних параметрів,
наприклад: може змінитися напруга корпуса відносно землі, струм
замикання на землю, напруга фаз відносно землі і т. п. Будь-який з цих
параметрів, а точніше його зміна до визначеної межі, при якій виникає
небезпека ураження людини струмом, може служити імпульсом, який
призводить до спрацьовування пристрою, тобто до автоматичного
відключення небезпечної ділянки мере-жі.

Розглянемо в якості прикладу два типи захисних відключаючих
при-строїв.

1) Захисний відключаючий пристрій, реагуючий на напругу
кор-пуса відносно землі.

Він має призначення усувати небезпеку ураження струмом при виникненні на
заземленому або зануленому корпусі підвищеної напруги. Ці прилади
являються додатковою мірою захисту до заземлення або занулення.

буде вище заздалегідь встановленої гранич-но-допустимої напруги,
спрацює захисний відключа-ючий прилад, тобто реле максимальної напруги,
за-микаючи контакти, подає живлення на відключаючу котушку і викличе тим
самим відключення установ-ки від мережі.

2) Захисний відключаючий пристрій, реагу-ючий на оперативний постійний
струм, призначе-ний для неперервного автоматичного контролю ізоляції
мережі, а також для захисту людини при дотиканні нею до струмопровідної
частини від ураження струмом.

В цих пристроях опір ізоляції дротів відносно землі оцінюється
вели-чиною постійного струму, який проходить через ці опори і який
отримується від додаткового джерела постійного струму.

При зниженні опору ізоляції дротів нижче деякої заздалегідь
встанов-леної межі в результаті пошкодження або торкання людини до дроту
постійний струм зросте і викличе відключення відпо-відної ділянки
електричної мережі. Прин-ципова схема такого пристрою показана на рис.
3.15.

Датчиком тут служить реле струму Т з малим струмом спрацьовування
(де-кілька міліампер). Трьохфазний дросель ДТ призначений для отримання
нульової точки мережі. Однофазний дросель Д об-межує стікання змінного
струму в землю, якому він створює великий індуктивний опір.

, який отримується від джерела постійного струму 2, протікає по
замкненому ланцюгу: джерело струму 2 – земля – опори ізоля-ції всіх
дротів відносно землі – дроти – трьохфазний дросель ДТ – однофаз-ний
дросель Д – обмотка реле струму Т – джерело струму 2.

і загального опору ланцюга

, (3.30)

на землю, Ом.

зросте і, якщо він перевищує струм спрацьовування реле, відбудеться
відключення мережі від джерела живлення.

Область використання цих приладів – мережі невеликої протяжнос-ті
напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю.

7. Захист від переходу напруги з ви-сокої на низьку при пошкодженнях
ізоля-ції в трансформаторах.

Пошкодження ізоляції в трансформато-рі може привести до замикання між
обмотка-ми різних напруг. В такому випадку в мере-жу з низькою напругою
переходить більш висока напруга.

Розглянемо схему захисту за допомо-гою пробивного запобіжника в мережах
трьохфазного струму з ізольованою ней-траллю (рис. 3.16).

) спрацьовує захист і пош-коджений трансформатор від-ключається.

Захист в мережах з глухозаземленою нейтраллю спрощується так як він
здійснюється безпосередньо через заземлення нейтралі.

В трансформаторах з вищою напругою до 1000 В, які призначені для
живлення ручного електроінструменту малою напругою захист
забезпечу-ється заземленням в мережах з ізольованою нейтраллю (рис.
3.17, а) або зануленням в мережах з глухозаземленою нейтраллю (рис.
3.17, б) одного кінця вторинної обмотки трансформатора.

При наявності екрану між обмотками трансформатора заземлюється або
занулюється екран.

Компенсація ємнісної складової струму замикання на землю.

на 900 і складає значну величину, бо ємність велика.

.

компенсу-ють одне одного частково або повністю.

в цьому випадку можна визначити за формулою:

, (3.31)

.

;

;

.

Із-за постійної зміни ємності фаз відносно землі внаслідок включення і
відключення розгалужень умови резонансу важко виконати. Тому
викорис-тання приладів статичної компенсації за допомогою дроселя з
постійною індуктивністю в мережах мало ефективне. Більш ефективним
являється автоматичне обладнання, в якому використовуються дроселя з
регулюємою індуктивністю.

Використана література

Катренко, Любов Антонівна Охорона праці: Навч. посіб. для студ. вузів на
основі «Охорони праці в галузі освіти» та «Практикуму з охорони праці»/
Л.А.Катренко, Ю.В.Кіт, І.П.Пістун.- Суми: Університетська книга, 2004.-
496с.- 25.00

Охорона праці.- К.: , 2005.- 47с.

Охорона праці.- К: ЦУЛ, 2002.- 322с.

Охорона праці в Україні.- К.: Юрінком Інтер, 1999.- 400с.

Ярошевська В.М., Чабан В.Й. Охорона праці в галузі.- К.: ВД
«Професіонал», 2004.- 288с.

Охорона праці: витрати, податки, штрафи.- К.: Бліц-Інформ, 2005.- 226с.

Безпека життєдіяльності, цивільна оборона та охорона праці.- К.: Освіта
України, 2006.-

Навчальна програма нормативної дисципліни «Охорона праці в галузі «для
вищих закладів освіти.- К.: , 1999.- 15с.

Пістун Ігор Павлович, Кіт Юрій Володимирович, Березовецький Андрій
Петрович Охорона праці.- Суми: Університетська книга, 2000.- 207с.

Катренко Любов Антонівна, Пістун Ігор Павлович Охорона праці в галузі
освіти.- Суми: Університетська книга, 2001.- 339с.

Катренко, Любов Антонівна Охорона праці в галузі освіти: Навч. посіб.
для студ. вузів/ Л.А.Катренко, І.П.Пістун.- Вид. 2-ге, доп.- Суми:
Університетська книга, 2004.- 304с.- 18.00

Миленький М.А., Петров В.М., Гришко І.В. Законодавство про охорону праці
(основні положення): Методичний посібник для системи навчання з охорони
праці..- К.: ННДІОП, 1998.- 26с.

Рис. 3.1. Розподіл потенціалу на поверхні грунту навколо місця стікання
струму через напівкульовий заземлювач

Рис. 3.2. Напруга дотику при одиночному заземлювачі: 1 –
потенціальна крива; 2 – кри-ва, що характеризує зміну напруги дотику U
дот при зміні віддалі x від заземлювача

Рис. 3.3. Розподіл потенціалів в зоні розтікання струму (в) при
викорис-

танні контурного заземлення

Рис. 3..4. Крокова напруга при стіканні

струму в землю

Рис. 3.5. Випадки включення людини в

електричне коло: а – двофазне включення;

б, в – однофазне включення

Рис. 3.6. Дотикання людиною до дроту трьохфазної мережі з ізольованою
ней-траллю в період її нормальної роботи

Рис. 3.7. Дотикання людини до дроту трьохфазної мережі з ізольованою
ней-траллю в аварійний режим її роботи

Рис. 3.8. Дотикання людини до фазо-вого дроту трьохфазної
чотирьохдро-тової мережі з заземленою нейтраллю в період її нормальної
роботи

Рис. 3.9. Дотикання людини до здорової фази трьохфазної чотирьохдротової
ме-режі з заземленою нейтраллю в аварій-ний режим її роботи

Рис. 3.10. Принципова схема занулення: 1 – кор-пус; 2 – прилади
захисту від струмів короткого за-микання (плавкі запобіж-ники,
автоматичні вими-качі й т. п.);R0 – опір за-землення нейтралі джере-ла
струму; RП – опір пов-торного заземлення ну-льового дроту; ІК – струм
короткого замикання

Рис. 3.11. До питання про необхідність нульового дро-ту в трьохфазній
мережі з заземленою нейтраллю

а)
б)

Рис. 3.12. Випадок замикання фази на землю в трьохфазній
чоти-рьохдротовій мережі з ізольованою (а) та заземленою (б) нейтралями

а)
б)

Рис. 3.13. Випадок замикання фази на корпус при обриві нульово-го дроту:
а – в мережі без повторного заземлення нульового дроту; б – в мережі з
повторним заземленням нульового дроту

Рис. 3.14. Принципова схема захисного відключаючого пристрою, який
реагує на напругу корпуса відносно землі: 1 – корпус; 2 – авто-матичний
вимикач; КО – ви-микаюча котушка; Н – реле максимальної напруги; RЗ –
опір захисного заземлення; Rд – опір допоміжного за-землення

Рис. 3.15. Принципова схема захисного відключаючого пристрою, що
реагує на оперативний постійний струм: 1 – автома-тичний вимикач; 2 –
джерело постійного струму; КО – котушка вимкнення вимика-ча; ДТ –
дросель трьохфазний; Д – дро-сель однофазний; Т – реле струму; R1, R2,
R3 – опори ізоляції дротів відносно землі; RЗМ – опір замикання фази на
землю

Рис. 3.16. Захист від переходу високої напруги (вище 1000 В) на низьку

а) б)

Рис. Захист від переходу високої напруги в понижую-чих трансформаторах у
мережах з напругою до 1000 В: а – з ізольованою; б – з заземленою
нейтраллю

Рис. 3.18. Компенсація ємнісної складової

струму на землю

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *