Veszélyelemzés Áramütés különféle hálózatokban

Az ember elektromos áram általi legyőzése csak akkor lehetséges, ha közvetlenül érintkezik az elektromos berendezés azon pontjaival, amelyek között feszültség van, vagy olyan ponttal, amelynek potenciálja eltér a föld potenciáljától. Az ilyen érintés veszélyének elemzése, amelyet a személyen áthaladó áram értékével vagy az érintés feszültségével becsülnek meg, számos tényezőtől függ: a személy elektromos hálózathoz való csatlakoztatásának sémája, annak feszültsége, semleges üzemmód, az áramvezető alkatrészek szigetelése, kapacitív komponensük stb.

Az áramütés okainak tanulmányozásakor különbséget kell tenni az elektromos berendezések feszültség alatt álló részeivel való közvetlen érintkezés és a közvetett érintkezés között. Az első általában az elektromos berendezések (PTE és PTB) üzemeltetési szabályainak súlyos megsértése esetén fordul elő, a második - vészhelyzetek következtében, például a szigetelés meghibásodása során.

A személy elektromos áramkörbe való bevonásának sémája eltérő lehet. A leggyakoribb azonban kettő: két különböző vezeték között - egy kétfázisú kapcsolat és egy vezeték vagy egy elektromos berendezés teste között, amelynek egyik fázisa megszakad, és a föld között - egyfázisú kapcsolat.

A statisztikák azt mutatják, hogy a legtöbb elektromos sérülés egyfázisú kapcsoláskor történik, és legtöbbjük 380/220 V feszültségű hálózatokban történik. A kétfázisú kapcsolás veszélyesebb, mivel ebben az esetben az ember lineáris feszültség alatt van , míg az emberen áthaladó áram (A-ban)

ahol Ul - lineáris feszültség, azaz. feszültség a fázisvezetékek között, V; Uph - fázisfeszültség, azaz. feszültség egy tekercs eleje és vége között (vagy a fázis és a nulla vezeték között), V.

ábrából látható. 8.1, a kétfázisú kapcsolás veszélye nem függ a nulla üzemmódtól. A semleges a transzformátor vagy generátor tekercseinek csatlakozási pontja, amely nem csatlakozik földelőkészülékhez, vagy nem csatlakozik hozzá nagy ellenállású eszközökön keresztül (elszigetelt nullával rendelkező hálózat), vagy közvetlenül csatlakozik egy földelő eszközhöz - olyan hálózathoz szilárdan földelt semleges.

Kétfázisú csatlakozás esetén az emberi testen áthaladó áram nem csökken, ha az embert dielektromos kalósszal, csizmával, szőnyeggel, padlóval elszigetelik a földtől.

Egy személy hálózatba való egyfázisú bevonásával az áramerősséget nagymértékben a semleges üzemmód határozza meg. A vizsgált esetben az egy személyen áthaladó áram (A-ban)

, (8.3)

ahol w a frekvencia; C - fáziskapacitás a földhöz viszonyítva

Rizs. 8.1. Egy embert azzá alakítani háromfázisú hálózat izolált semlegesvel:
a - kétfázisú zárvány; b - egyfázisú zárvány; Ra, Rt, Rc - a fázisszigetelés elektromos ellenállása a földhöz képest. Ohm; Ca, Cb, Cs - a vezetékek földhöz viszonyított kapacitása, F, Ia, Ib, IC áramok, amelyek a fázisszigetelési ellenálláson keresztül a földre áramlanak (szivárgó áramok)

A képlet egyszerűsítése érdekében feltételezzük, hogy Ra = Rb = Rc = Riz, és Ca = Cb = Cc = C.

Gyártási körülmények között a dielektromos anyagokból készült, véges értékű fázisok szigetelése fázisonként eltérően változik az öregedés, nedvesség, porfedés során. Ezért a biztonságos feltételek igen bonyolult számítását az R ellenállás és a C kapacitások aktuális értékeinek figyelembevételével kell elvégezni minden fázisra. Ha a fázisok talajhoz viszonyított kapacitása kicsi, azaz Ca \u003d Cb \u003d Cc \u003d 0 (például kis hosszúságú léghálózatokban), akkor

Ich \u003d Fel / (Rch + Riz / 3), (8,4)

Ha a kapacitás nagy (Ca = Cb = Cc nem egyenlő 0-val), és Riz nagy (például kábelvezetékekben), akkor az emberi testen átfolyó áram erősségét csak a kapacitív komponens határozza meg:

, (8.5)

ahol Xc \u003d 1 / wС - kapacitás, Ohm.

A fenti kifejezésekből látható, hogy az elszigetelt nullával rendelkező hálózatokban annál kisebb az áramütés veszélye az emberre, minél kisebb a kapacitív és minél magasabb a fázisvezetékek aktív összetevője a földhöz képest. Ezért az ilyen hálózatokban nagyon fontos a Riz folyamatos figyelése a károk azonosítása és megszüntetése érdekében.

Rizs. 8.2. Egy személy bevonása egy háromfázisú hálózatba, elszigetelt nullával vészhelyzeti üzemmódban. Magyarázatok a szövegben

Ha a kapacitív komponens nagy, akkor a nagy fázisszigetelési ellenállás nem biztosítja a szükséges védelmet.

Vészhelyzetben (8.2. ábra), amikor az egyik fázis földzárlatos, a személyen áthaladó áram egyenlő lesz (A-ban)

Ha elfogadjuk, hogy Rzm = 0 vagy Rzm<< Rч (что бывает в реальных аварийных условиях), то, исходя из приведенного выражения, человек окажется под линейным напряжением, т. е. попадет под двухфазное включение. Однако чаще всего R3M не равно 0, поэтому человек будет находиться под напряжением, меньшим Uл, но большим Uф, при условии, что Rиз/3 >> Rzm.

A földzárlat jelentősen megváltoztatja a villanyszerelés áramvezető részeinek feszültségét is a földhöz és a földelt épületszerkezetekhez képest. A földzárlat mindig együtt jár a talajban terjedő árammal, ami viszont egy új típusú emberi sérüléshez, nevezetesen az érintkezési feszültséghez és a lépésfeszültséghez vezet. Az ilyen bezárás lehet véletlen vagy szándékos. Ez utóbbi esetben a földeléssel érintkező vezetőt földelektródának vagy elektródának nevezzük.

A föld azon térfogatában, ahol az áram áthalad, az úgynevezett """áramterjedési mező (zóna)" keletkezik. Elméletileg a végtelenbe nyúlik, azonban valós körülmények között a földelektródától már 20 m távolságra a szórási áramsűrűség és potenciál gyakorlatilag nullával egyenlő.

A potenciál terjedési görbe jellege alapvetően a földelő elektróda alakjától függ. Tehát egyetlen félgömb alakú földelőelektróda esetén a földfelszínen lévő potenciál a hiperbolikus törvény szerint változik (8.3. ábra).

Rizs. 8.3. Potenciáleloszlás a földfelszínen egy félgömb alakú földelő elektróda körül (f - a földelő elektróda potenciáljának változása a föld felszínén; fz - a földelektróda maximális potenciálja a földzárlati áramnál I3; r - a földelő elektróda sugara)

Rizs. 8.4. Érintkezési feszültség egyetlen földelő elektródával (f3 - teljes talajellenállás a földelőelektródáról terjedő árammal szemben):
1 - potenciálgörbe; 2 - görbe, amely az Upr változását jellemzi a földelektródától való távolságként; 3 - fázisbontás a testen

Attól függően, hogy egy személy hol helyezkedik el a terjedési zónában, és hogyan érintkezik a b elektromos berendezéssel, amelynek teste földelt és feszültség alatt van, egy személy az Upr (8.4. ábra) érintkezési feszültség alá kerülhet, amelyet a potenciálkülönbségként határozunk meg. az elektromos berendezés azon pontja, amelyet a személy megérint az f3-at, és a talaj azon pontja, amelyen áll - phosn (B-ben)

Upr \u003d f3 - phosn \u003d f3 (1 - phosn / f3), (8.7)

ahol az (1 - phosn/f3) = a1 kifejezés a potenciálgörbe alakját jellemző érintkezési feszültség együttható.

ábrából. A 8.4. ábrán látható, hogy az érintkezési feszültség akkor lesz maximális, ha egy személy legalább 20 m távolságra van a földelőelektródától (elektromos berendezés c), és számszerűen megegyezik az Upr \u003d f3 földelőelektróda potenciáljával, míg a1 \ u003d I. Ha egy személy közvetlenül a földelő elektróda felett áll (elektromos berendezés a), akkor Unp = 0 és a1 = 0. Ez a legbiztonságosabb eset.

A (8.7) kifejezés lehetővé teszi az Unp kiszámítását anélkül, hogy figyelembe vesszük az ember-föld áramkör további ellenállásait, azaz a cipők ellenállását, a lábak támasztófelületének ellenállását és a padló ellenállását. Mindezt az a2 együttható figyelembe veszi, ezért valós körülmények között az érintkezési feszültség értéke még kisebb lesz.

Szivárgás állandó az emberi testen áthaladó áram fájdalmat okoz az érintkezési pontokon és a végtagok ízületeiben. Általában az egyenáram hatása az emberi testre okozza égési sérüléseket vagy fájdalom sokk, ami súlyos esetekben légzés- vagy szívleálláshoz vezethet.

Ha valaki egyfázisú vagy kétfázisú hálózatokat érint váltakozó áram a hálózat talajhoz viszonyított bármely módozatában (földtől szigetelve, földelt oszloppal, földelt felezőponttal), mert ebben az esetben az emberen átfolyó áramot csak a testének elektromos ellenállása határozza meg.

A veszély mértéke és az áramütés kimenetele a következőktől függ: egy személy elektromos áramkörhöz való "csatlakoztatásának" sémája; az elektromos hálózaton:

háromfázisú négyvezetékes földelt nullával;

háromfázisú izolált semleges.

A személy áramütését a berendezés áramvezető részének egypólusú (egyfázisú) vagy kétpólusú (kétfázisú) érintése okozhatja.

Az egyfázisú csatlakozás kevésbé veszélyes, mint a kétfázisú, de sokkal gyakrabban fordul elő, és az elektromos sérülések fő oka. Ebben az esetben az elektromos hálózat semleges üzemmódja döntően befolyásolja az elváltozás kimenetelét.

Ha a hálózat egyik, leválasztott nullával rendelkező fázisát megérinti, sorba kapcsolva az ember ellenállásával, bekapcsol a másik két sértetlen fázis szigetelési és földelési ellenállása.

A hálózat egyik fázisát földelt nullával megérintő személy sémája

A szigetelési ellenállás növekedésével az áramütés veszélye csökken.

Ugyanennek a hálózatnak a vészüzemében, amikor a fázis holtzárlata következik be, a nullaponton a feszültség elérheti a fázisfeszültséget, a sértetlen fázisok földhöz viszonyított feszültsége egyenlővé válik a hálózati feszültséggel. Ebben az esetben, ha valaki megérint egy fázist, lineáris feszültség alatt áll, az áram átfolyik rajta a „kéz-láb” úton. Ebben a helyzetben a vezetékek szigetelési ellenállása nem játszik szerepet a sérülés kimenetelében. Az ilyen áramütés leggyakrabban halálhoz vezet.

A példák azt mutatják, hogy a többi tényező azonossága mellett egy személy egyfázisú csatlakozása egy izolált semleges nullával kevésbé veszélyes, mint egy földelt nullával rendelkező hálózathoz.

A legveszélyesebb az ember kétfázisú bekötése elektromos hálózat, mivel a hálózat hálózati feszültsége alá esik, függetlenül a semleges üzemmódtól és a hálózati működési feltételektől.

7.9. Az aktuális expozíció időtartama.

Az aktuális expozíció időtartama gyakran olyan tényező, amelytől a lézió végső kimenetele függ. Minél hosszabb ideig hat az elektromos áram az emberi testre, annál súlyosabbak lesznek az elváltozás következményei. 30 másodperc után az emberi test ellenállása az áram áramlásával szemben körülbelül 25% -kal, 90 másodperc után pedig 70% -kal csökken.

Megállapítást nyert, hogy az áramütés csak akkor lehetséges, ha az emberi szív teljesen nyugalomban van, ha nincs kompresszió (szisztolé) vagy relaxáció (diasztolés) a szív és a pitvarok kamráiban. Ezért rövid ideig az áram hatása nem feltétlenül esik egybe a teljes relaxáció fázisával, azonban minden, ami növeli a szívfrekvenciát, növeli a szívmegállás valószínűségét bármilyen időtartamú áramütés során. Ilyen okok a következők: fáradtság, izgatottság, éhség, szomjúság, félelem, alkohol, drog, bizonyos drogok fogyasztása, dohányzás, betegségek stb.

Mivel az elektromos áramkör ellenállása R Mivel az emberen áthaladó elektromos áram nagysága jelentősen függ, a lézió súlyosságát nagymértékben meghatározza a személynek az áramkörbe való bevonásának séma. Azok az áramkörök, amelyek akkor képződnek, amikor egy személy érintkezik az áramkörök vezetőjével, a használt áramellátó rendszer típusától függenek.

A leggyakoribb elektromos hálózatok, amelyekben a nulla vezeték földelve van, azaz rövidre zárják egy vezetővel a földhöz. A nulla vezeték érintése gyakorlatilag nem veszélyes az emberre, csak a fázisvezeték veszélyes. Nehéz azonban kitalálni, hogy a két vezeték közül melyik nulla - megjelenésükben ugyanúgy néznek ki. Ezt egy speciális eszközzel - fázishatározóval - kitalálhatja.

Tovább konkrét példák fontolja meg a lehetséges sémákat egy személy elektromos áramkörbe való bevonására, amikor megérinti a vezetőket.

Kétfázisú beépítés az áramkörbe. A legritkább, de egyben a legveszélyesebb is az, amikor az ember hozzáér két fázisvezetékhez vagy a hozzá kapcsolódó áramvezetőhöz (2.29. ábra).

Ebben az esetben a személy lineáris feszültség alá kerül. A „kéz-kéz” úton áram fog átfolyni az emberen, azaz az áramkör ellenállása csak a test ellenállását (D,) tartalmazza.

Ha a test ellenállását 1 kOhm-ra vesszük, és az elektromos hálózatot 380/220 V feszültséggel, akkor az emberen áthaladó áram erőssége egyenlő lesz

Ez egy halálos áramlat. Az elektromos sérülés súlyossága vagy akár az ember élete elsősorban attól függ, hogy milyen gyorsan szabadul meg az áramvezetővel való érintkezéstől (szakítja meg az elektromos áramkört), mert ebben az esetben az expozíciós idő a meghatározó.

Sokkal gyakrabban előfordulnak olyan esetek, amikor egy személy egy kézzel érintkezik egy fázisvezetékkel vagy egy készülék részével, olyan készülékkel, amely véletlenül vagy szándékosan elektromosan csatlakoztatva van. Az áramütés veszélye ebben az esetben az elektromos hálózat típusától függ (földelt vagy leválasztott nulla).

Egyfázisú csatlakozás földelt nullával rendelkező hálózatban lévő áramkörhöz(2.30. ábra). Ebben az esetben az áram a „kar-láb” vagy „kar-kar” útvonalon halad át a személyen, és a személy fázisfeszültség alatt lesz.

Az első esetben az áramkör ellenállását az emberi test ellenállása határozza meg (ÉN_, cipő (R o 6), okokból (R w), amelyen egy személy áll, a semleges földelő ellenállás által (R H),és áram fog átfolyni az emberen

Semleges ellenállás R H kicsi, és más áramköri ellenállásokhoz képest elhanyagolható. Az emberen átfolyó áram nagyságának felméréséhez 380/220 V hálózati feszültséget veszünk. Ha valaki szigetelő száraz cipőt (bőr, gumi) visel, akkor száraz fapadlón áll, az ellenállás az áramkör nagy lesz, és az áramerősség Ohm törvénye szerint kicsi.

Például a padló ellenállása 30 kOhm, bőr cipők 100 kOhm, emberi ellenállás 1 kOhm. Egy személyen áthaladó áram

Ez az áram közel van az érzékelhető áram küszöbértékéhez. Egy személy érezni fogja az áram áramlását, leáll, kiküszöböli a hibát.

Ha egy személy nedves talajon áll nedves cipővel vagy mezítláb, az áram átfolyik a testén

Ez az áram károsíthatja a tüdőt és a szívet, és hosszan tartó expozíció esetén halált okozhat.

Ha az ember nedves talajon áll száraz és ép gumicsizmában, áram halad át a testén.

Lehet, hogy az ember nem is érzi egy ilyen áram hatását. A csizma talpán azonban már egy kis repedés vagy defekt is drasztikusan csökkentheti a gumitalp ellenállását és veszélyessé teheti a munkát.

Mielőtt elkezdené a munkát elektromos eszközök(különösen a hosszabb ideig nem használtakat) alaposan meg kell vizsgálni, hogy nem sérült-e a szigetelés. Az elektromos készülékeket meg kell törölni a portól, és ha nedvesek- száraz. Nedves elektromos készülékeket nem szabad üzemeltetni! Az elektromos szerszámokat, készülékeket, berendezéseket műanyag zacskókban kell tárolni, nehogy por vagy nedvesség kerüljön beléjük. Cipőben kell dolgozni. Ha kétséges egy elektromos készülék megbízhatósága, biztosítást kell kötnie- helyezzen száraz fapadlót vagy gumiszőnyeget a lába alá. Használhat gumikesztyűt.

A második áramlási út akkor jön létre, amikor a személy a második kézzel érintkezik a földhöz kapcsolódó elektromosan vezető tárgyakkal (földelt géptest, fém vagy vasbeton épületszerkezet, nedves fafal, vízcső, fűtőelem stb.). Ebben az esetben az áram a legkisebb elektromos ellenállás útján folyik. Ezek a tárgyak szinte földzárlatosak, elektromos ellenállásuk nagyon kicsi. Ezért az áramkör ellenállása megegyezik a test ellenállásával, és az áram átfolyik az emberen

Ez az áramerősség halálos.

Amikor elektromos eszközökkel dolgozik, ne érintse meg a másik kezével azokat a tárgyakat, amelyek elektromosan földelve lehetnek. A nedves helyiségekben, a talajhoz csatlakoztatott, jól vezető tárgyak jelenlétében, személy közelében végzett munka rendkívül nagy veszélyt jelent, és fokozott elektromos biztonsági intézkedések betartását igényli.

Vészhelyzetben (2.30. ábra, b), amikor kiderül, hogy a hálózat egyik fázisa (a hálózat másik fázisa, amely különbözik attól a fázistól, amelyet a személy érintett) testzárlatosnak bizonyult, a feszültség újraelosztásra kerül, és a használható fázisok feszültsége eltér a hálózat fázisfeszültségétől. Egy munkafázis megérintésekor az ember feszültség alá kerül, ami több, mint fázis, de kisebb, mint lineáris. Ezért ez az eset veszélyesebb bármilyen áramút esetén.

Egyfázisú csatlakozás egy áramkörben egy hálózatban, elszigetelt nullával(2.31. ábra). A gyártás során az elektromos berendezések áramellátásához három vezetékes elektromos hálózatokat használnak elszigetelt nullával. Az ilyen hálózatokban nincs negyedik földelt nulla vezeték, és csak három fázisvezeték van. Ezen a diagramon a téglalapok feltételesen mutatják az r elektromos ellenállásokat A, r V, r Val vel az egyes fázisok vezetékszigetelése és kapacitása C A, C B, C C minden fázis ______________________________

lényegesen magasabb feszültség alatt, ezért veszélyesebb. A biztonság biztosítására vonatkozó fő következtetések és ajánlások azonban szinte megegyeznek.

Még ha nem is vesszük figyelembe az emberi áramkör ellenállását (a személy nedves talajon áll nedves cipőben), az emberen áthaladó áram biztonságos lesz:

Így a jó fázisszigetelés a biztonság garanciája. Kiterjedt elektromos hálózatokkal azonban ezt nem könnyű elérni. A nagy fogyasztószámú, kiterjesztett és elágazó hálózatokban alacsony a szigetelési ellenállás, és nő a veszély.

Bővített elektromos hálózatok, különösen kábelvezetékek esetében a fázisok kapacitása nem elhanyagolható (CV0). Még nagyon jó fázisszigetelés (r = oo) esetén is az áram a fázisok kapacitásán keresztül fog átfolyni az emberen, és értékét a következő képlet határozza meg:

Így az ipari vállalkozások nagy kapacitású meghosszabbított elektromos áramkörei még jó fázisszigetelés mellett is nagyon veszélyesek.

Ha bármely fázis szigetelése megsérül, akkor az elszigetelt nullával rendelkező hálózat megérintése veszélyesebbé válik, mint a földelt nullavezetékes hálózaté. Vészüzemmódban (2.31. ábra, b) az üzemképes fázist megérintő személyen áthaladó áram a földzárlati áramkörön keresztül a vészhelyzeti fázisba áramlik, és értékét a következő képlet határozza meg:

Mivel az áramkör D ellenállása, a földön lévő vészfázis általában kicsi, az ember lineáris feszültség alatt lesz, és a kapott áramkör ellenállása megegyezik az emberi áramkör ellenállásával ____, ami nagyon veszélyes.

Ezen okok miatt, valamint a könnyű használat (220 és 380 V feszültség elérésének lehetősége) miatt a legszélesebb körben a négyvezetékes hálózatokat használják földelt nulla vezetékkel 380/220 V feszültségre.

Az elektromos hálózatok és érintési lehetőségek messze nem minden lehetséges sémáját vettük figyelembe. A gyártás során előfordulhat, hogy bonyolultabb elektromos áramkörökkel, például földeléssel van dolgod.

Az elemzés egyszerűsítése érdekében vesszük d A - d c= g c \u003d g, A S A= LB= C c = C

Ha valaki megérinti az egyik vezetéket vagy bármilyen elektromosan csatlakoztatott tárgyat, az áram átfolyik az emberen, a cipőn, az alapon, és a vezetékek szigetelésén és kapacitásán keresztül a másik két vezetékhez. Így egy zárt elektromos áramkör, amely a korábban vizsgált esetekkel ellentétben tartalmazza a fázisszigetelési ellenállást. Mert elektromos ellenállás Az üzemképes szigetelés több tíz és száz kiloohm, akkor az áramkör teljes elektromos ellenállása sokkal nagyobb, mint a földelt nulla vezetékkel hálózatban kialakított áramkör ellenállása. Ez azt jelenti, hogy egy ilyen hálózatban az emberen áthaladó áram kisebb lesz, és biztonságosabb, ha a hálózat egyik fázisát egy elszigetelt nullával érinti.

Az emberen áthaladó áramot ebben az esetben a következő képlet határozza meg:

hol van az elektromos emberi áramkör ellenállás,

co \u003d 2n - az áram körfrekvenciája, rad / s (ipari frekvenciaáram esetén \u003d 50 Hz, ezért co \u003d YuOl).

Ha a fázisok kapacitása kicsi (ez a helyzet a nem kiterjesztett felsővezetékeknél), akkor C « 0-t vehetünk. Ekkor a személyen áthaladó áram nagyságának kifejezése a következő alakot ölti:

Például, ha a padló ellenállása 30 kOhm, a bőrcipőé 100 kOhm, egy személy ellenállása 1 kOhm, a fázisszigetelés ellenállása pedig 300 kOhm, az emberen áthaladó áram (380/220 V esetén hálózat) egyenlő lesz

Lehet, hogy az ember nem is érez ekkora áramlatot.

Ellenőrző kérdések

1. Milyen típusú elektromos hálózatok a leggyakoribbak a termelésben?

2. Nevezze meg a forrásokat! áramütés veszélye termelésben.

3. Mi az érintési feszültség és lépésfeszültség? Hogyan függenek az értékük attól a ponttól, ahol az áram lefolyik a talajba?

4. Hogyan osztályozzák a helyiségeket az elektromos veszély mértéke szerint?

5. Hogyan hat az elektromos áram az emberre? Sorolja fel és írja le az elektromos sérülések típusait!

6. Az elektromos áram mely paraméterei határozzák meg az áramütés súlyosságát? Adja meg az áram küszöbértékeit.

7. Mi a legveszélyesebb módja annak, hogy elektromos áram áramlik át az emberi testen?

8. Jelölje meg leendő szakmájához kapcsolódó munkahelyi legnagyobb elektromos veszélyforrásokat!

9. Készítsen veszélyelemzést a földelt nullával rendelkező elektromos hálózatokról.

10. Adja meg a leválasztott nullával rendelkező elektromos hálózatok veszélyének elemzését!

11. Mi a legveszélyesebb érintkezés egy feszültség alatt álló vezetővel?

12. Miért növeli drasztikusan az áramütés kockázatát a földhöz elektromosan csatlakoztatott tárgyak (például vízvezeték) megérintése elektromos eszközökkel végzett munka során?

13. Miért kell kihúznom a csatlakozódugót a konnektorból elektromos berendezés javítása során?

14. Miért kell cipőt viselnem, amikor elektromos eszközökkel dolgozom?

15. Hogyan csökkenthető az áramütés veszélye?

Az elektromos áram által okozott sérülések nagy százaléka akkor következik be, amikor egy személy megérinti az elektromos berendezések fémrészeit vagy házait, amelyek véletlenül feszültség alá kerülnek a szigetelés meghibásodása miatt.

Az elektromos sérülés súlyossága függ az emberi testen átfolyó áramtól, az áram frekvenciájától, a test fiziológiai állapotától, az áramhatás időtartamától, az áram pályájától a szervezetben és a termelési körülményektől.

Ebben az esetben egy személy érintési feszültség alatt van - egy feszültség az áramkör két pontja között a földhöz (testhez) való rövidzárlat, miközben egyidejűleg megérinti őket.

Ahol - az emberi testen átfolyó áram, A;

-az emberi test ellenállása, Ohm.

Az emberi testen átfolyó érintkezési feszültségek és áramok maximális megengedett értékei, amelyek az emberek védelmét szolgáló módszerek és eszközök tervezésére szolgálnak az elektromos berendezésekkel való interakció során, szabványosítva vannak /2/ és az ipari elektromos berendezések vészhelyzeti üzemmódjában, magasabb feszültséggel. 1000 V AC 50 Hz-es áram 1 c-nál hosszabb kitettség esetén nem haladhatja meg
= 20 V és = 6 mA.

Az érintkezési feszültség és az emberi testen átfolyó áram értéke számos tényezőtől függ: az ember elektromos hálózathoz való csatlakoztatásának sémája, a hálózat feszültsége, maga a hálózat áramköre, semlegessége, az áramvezető részek földtől való szigetelési foka, valamint az áramvezető részek talajhoz viszonyított kapacitása stb..P. Ezt a függőséget ismerni kell egy adott hálózat biztonsági feltételek szerinti értékelésekor, a megfelelő védelmi intézkedések kiválasztásakor és kiszámításakor stb.

Ugyanakkor elfogadjuk, hogy annak az alapnak az ellenállása, amelyen az ember áll (föld, padló stb.), valamint a cipőjének ellenállása jelentéktelen és nullával egyenlő.

Az emberi test ellenállása széles tartományban (400-100 000 ohm) változik a bőr állapotától (száraz, nedves, tiszta, sérült stb.), az érintkezési sűrűségtől, az érintkezési felülettől, az emberi testen átfolyó áramtól függően. és érintési feszültség, valamint a személyen lévő áramhatás időpontjától.

Hazánkban 1000 V-ig terjedő feszültségen főként két háromfázisú áramhálózati sémát használnak - egy négyvezetékes földelt nullával, 220/127, 380/220 és 660/380 V feszültséggel, valamint egy három- vezeték szigetelt nullával, 36, 42, 127, 220, 380 és 660 V feszültséggel.

Elemezzük az áramütés veszélyét a hálózatok normál működése során.

2.1. Háromfázisú négyvezetékes hálózat szilárd földelt nullával

Tekintsünk egy 380/220 V feszültségű hálózatot (1. ábra).

P egy személy érintése egy elektromos berendezés testéhez, amely feszültség alatt áll, négyvezetékes hálózatban

A hálózat normál üzemmódjában a fázis- és nulla vezetékek földhöz viszonyított szigetelési ellenállása a semleges földelési ellenálláshoz képest nagyon nagy értékekkel rendelkezik, és bizonyos feltételezésekkel a végtelennek tekinthető, azaz.
.

Ebben az esetben az emberi testen átfolyó áram

Ahol = 220 V - fázisfeszültség, azaz. ebben az esetben a transzformátor egyik tekercsének eleje és vége közötti feszültség.

- a földelő berendezés ellenállása, amelyhez a transzformátor nullapontja csatlakozik, Ohm.

A PUE /1/ szerint a legnagyobb érték 66 ohm; az emberi test ellenállása , nem esik néhány száz ohm alá. Ezért nagy hiba nélkül elhanyagolhatjuk az értéket , azaz

Így a szilárd földelt nullával hálózatban feszültség alatt álló villanyszerelés testének érintésekor az ember gyakorlatilag fázisfeszültség alatt van, pl. ebben az esetben feszültség alatt van a fázis és a nulla vezetékek között.

Egy személy bevonása az elektromos hálózatba lehet egyfázisú és kétfázisú. Az egyfázisú kapcsolás egy személy kapcsolata a hálózat egyik fázisa és a föld között. Az ütőáram erőssége ebben az esetben a semleges hálózat módjától, a személy ellenállásától, cipőktől, padlótól, fázisszigeteléstől függ a földhöz képest. Az egyfázisú kapcsolás sokkal gyakrabban fordul elő, és gyakran okoz elektromos sérüléseket bármilyen feszültségű hálózatban. Kétfázisú kapcsolással egy személy az elektromos hálózat két fázisát érinti. Kétfázisú csatlakozásnál a testen átfolyó áram (károsító áram) csak a hálózati feszültségtől és az emberi test ellenállásától függ, és nem függ a hálózati táptranszformátor semleges üzemmódjától. Az elektromos hálózatokat egyfázisúra és háromfázisúra osztják. Az egyfázisú hálózat leválasztható a földeléstől, vagy földelővezetékkel is rendelkezhet. ábrán. Az 1. ábra egy személy egyfázisú hálózatokhoz való csatlakoztatásának lehetséges lehetőségeit mutatja.

Így, ha valaki egy háromfázisú, négyvezetékes hálózat egyik fázisát földelt nullával érinti meg, akkor gyakorlatilag fázisfeszültség alatt lesz (R3≤ RC), és a normál működés során az emberen áthaladó áram a hálózat gyakorlatilag nem fog megváltozni a szigetelési ellenállás és a kapacitív vezetékek földhöz viszonyított változásával.

Az elektromos áram hatása az emberi szervezetre

A testen áthaladó elektromos áramnak termikus, elektrolitikus és biológiai hatása van.

A termikus hatás a bőr vagy a belső szervek égési sérüléseiben nyilvánul meg.

Az elektrolitikus hatás során az áram áthaladása miatt a vér és más szerves folyadékok bomlása (elektrolízise) következik be, amelyet a vörösvértestek pusztulása és anyagcserezavarok kísérnek.

A biológiai hatás a test élő szöveteinek irritációjában és gerjesztésében fejeződik ki, amelyet az izmok, köztük a szív és a tüdő spontán görcsös összehúzódása kísér.

Az áramütésnek két fő típusa van:

§ elektromos sérülés,

§ áramütések.

Áramütések nagyjából négy szintre osztható:

1. görcsös izomösszehúzódások eszméletvesztés nélkül;

2. eszméletvesztéssel, de a légzés és a szívműködés megőrzésével;

3. eszméletvesztés és károsodott szívműködés vagy légzés (vagy mindkettő);

4. klinikai halál, i.e. a légzés és a keringés hiánya.

A klinikai halál egy átmeneti időszak az élet és a halál között, attól a pillanattól kezdődik, amikor a szív és a tüdő működése leáll. A klinikai halál állapotában lévő személy nem mutat életjeleket: nincs légzése, szívverése, nem reagál a fájdalomra; A szem pupillája kitágult, nem reagál a fényre. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy ebben az esetben a szervezet még mindig újraéleszthető, ha helyesen és időben segítséget nyújtanak neki. A klinikai halál időtartama 5-8 perc lehet. Ha nem nyújtanak időben segítséget, akkor biológiai (valódi) halál következik be.

Az áramütés eredménye sok tényezőtől függ. Ezek közül a legfontosabbak az áram nagysága és időtartama, az áram típusa és frekvenciája, valamint a test egyedi tulajdonságai.

Egyetlen földelő elektródák áramterjedési ellenállásának meghatározása és a védőföldhurok számítási eljárása álló helyzetben technológiai berendezések(GOST 12.1.030-81. SSBT. Védőföldelés, földelés)

Földelő berendezések megvalósítása. Vannak mesterséges földelő vezetékek, amelyeket kizárólag földelési célokra szánnak, és természetesek - harmadik féltől származó vezető alkatrészek elektromos érintkező földeléssel közvetlenül vagy földelési célokra használt közbenső vezetőképes közegen keresztül.

A mesterséges földelő elektródákhoz általában függőleges és vízszintes elektródákat használnak.

Természetes földelővezetékként használhatók: földbe fektetett víz- és egyéb fémcsövek (kivéve a gyúlékony folyadékok, gyúlékony vagy robbanásveszélyes gázok vezetékeit); artézi kutak, kutak, gödrök stb. burkolócsövei; épületek és építmények fém- és vasbeton szerkezetei, amelyek a talajhoz kapcsolódnak; földbe fektetett kábelek ólomhüvelyei; hidraulikus szerkezetek fémlemez cölöpöi stb.

A védőföldelés számításának célja a fő földelési paraméterek meghatározása - az egyes földelővezetékek és a földelővezetékek száma, méretei és elhelyezési sorrendje, amelyeknél az érintési és lépésfeszültségek a földelt házhoz való fáziszárás során nem haladják meg a megengedett értékeket. .

A földelés kiszámításához a következő adatokra van szükség:

1) az elektromos berendezés jellemzői - a telepítés típusa, a fő berendezések típusai, az üzemi feszültségek, a transzformátorok és generátorok nullapontjainak földelésének módjai stb.;

2) elektromos szerelési terv, amely feltünteti a berendezések fő méreteit és elhelyezését;

3) azoknak az elektródáknak a formáját és méretét, amelyekből a tervezett csoportos földelőelektróda-rendszert tervezik építeni, valamint a talajba merülésük becsült mélységét;

4) a talaj fajlagos ellenállásának mérési adatai azon a területen, ahol a földelőelektróda-rendszert ki kell építeni, valamint információkat az időjárási (éghajlati) viszonyokról, amelyek között ezeket a méréseket végezték, valamint az éghajlati zóna jellemzőit. Ha a földet kétrétegűnek tételezzük fel, akkor meg kell mérni a föld mindkét rétegének ellenállását és a felső réteg vastagságát;

5) a természetes földelővezetőkre vonatkozó adatok: az erre a célra használható szerkezetek és azok áramterjedési ellenállása, közvetlen méréssel. Ha valamilyen oknál fogva lehetetlen megmérni a természetes földelő vezeték ellenállását, akkor információt kell adni ennek az ellenállásnak a számítással történő meghatározásához;

6) Névleges földzárlati áram. Ha az áramerősség ismeretlen, akkor kiszámításra kerül a szokásos módon;

7) a megengedett érintési (és lépés) feszültségek számított értékei és a védelem időtartama, ha a számítást érintési (és lépés) feszültségek alapján végzik.

A földelés számítását általában olyan esetekben végzik, amikor a földelő elektródát homogén földbe helyezik. Az elmúlt években mérnöki módszereket fejlesztettek ki és kezdték el alkalmazni a többrétegű talaj földelővezetékeinek kiszámítására.

A homogén talajban lévő földelővezetékek kiszámításakor figyelembe veszik a föld felső rétegének (a szezonális változások rétegének) ellenállását a talaj fagyása vagy kiszáradása miatt. A számítást a földelektróda vezetőképesség-kihasználási tényezőinek felhasználásán alapuló módszerrel végzik, ezért hasznosítási tényező módszernek nevezik. Egyszerű és összetett kivitelű csoportos földelő elektródákkal egyaránt elvégezhető.

A többrétegű földelés földelővezetékeinek kiszámításakor általában egy kétrétegű földelési modellt vesznek fel a felső és az r2 réteg fajlagos ellenállásával, valamint a felső réteg h1 vastagságával (teljesítményével). A számítás egy olyan módszerrel történik, amely a csoportföldelő elektródához tartozó elektródákon indukált potenciálok figyelembevételén alapul, ezért indukált potenciálok módszerének nevezik. A földelővezetékek kiszámítása többrétegű földben munkaigényesebb. Azonban pontosabb eredményeket ad. Célszerű a csoportos földelés összetett kialakításaihoz használni, amelyek általában hatékonyan földelt nullával rendelkező elektromos berendezésekben, azaz 110 kV-os és nagyobb feszültségű berendezésekben valósulnak meg.

A földelőeszköz bármilyen módon történő kiszámításakor meg kell határozni a szükséges ellenállást.

A földelőeszköz szükséges ellenállásának meghatározása a PUE-nak megfelelően történik.

1 kV-ig terjedő feszültségű telepítéseknél a szabadon vezető vezető részek védőföldelésére használt földelőeszköz ellenállásának IT típusú rendszerben meg kell felelnie a következő feltételnek:

ahol Rz a földelő berendezés ellenállása, ohm; Upr.adm - érintési feszültség, amelynek értéke 50 V; Iz a teljes földzárlati áram, A.

Általános szabály, hogy nem szükséges elfogadni a földelő eszköz ellenállását 4 ohmnál kisebbnek. A földelési eszköz ellenállása 10 Ohm-ig megengedett, ha a fenti feltétel teljesül, és a hálózatot ellátó transzformátorok és generátorok teljesítménye nem haladja meg a 100 kVA-t, beleértve a párhuzamosan működő transzformátorok és (vagy) generátorok teljes teljesítményét.

Az 1 kV feletti, 1 kV feletti feszültségű berendezéseknél a földelő berendezés ellenállásának meg kell felelnie:

0,5 ohm hatékonyan földelt nullával (azaz nagy földzárlati árammal);

250 / Iz, de legfeljebb 10 ohm leválasztott nullával (azaz alacsony földzárlati áramoknál), és feltéve, hogy a földelőkapcsolót csak 1000 V feletti feszültségű elektromos berendezésekhez használják.

Ezekben a kifejezésekben Iz a névleges földzárlati áram.

Működés közben a földelővezeték áramának terjedésével szembeni ellenállás a számított értéket meghaladóan megnövekedhet, ezért a földelővezeték ellenállásának értékét időszakonként ellenőrizni kell.

Földhurok

A földhurok klasszikusan kis mélységű függőleges elektródák csoportja, amelyeket egy vízszintes vezető köt össze, és amelyek a tárgy közelében, egymástól viszonylag kis távolságra vannak felszerelve.

Földelő elektródákként egy ilyen földelő berendezésben, hagyományosan használják acél sarok vagy 3 méter hosszú betonacél, amelyeket kalapáccsal a földbe vertek.

Összekötő vezetékként 4x40 mm-es acélszalagot használtak, amelyet egy korábban előkészített 0,5-0,7 méter mély árokba helyeztek. A vezetéket elektromos vagy gázhegesztéssel kötötték össze a felszerelt földelőelektródákkal.

A helytakarékosság érdekében a földhurkot általában a falak mentén (a kerület mentén) az épület köré „hajtják”. Ha felülről nézi ezt a földelő elektródát, akkor azt mondhatja, hogy az elektródák az épület kontúrja mentén vannak felszerelve (innen a név).

Így a földhurok egy földelő elektróda, amely több elektródából (elektródák egy csoportjából) áll, amelyek egymáshoz kapcsolódnak, és a körvonala mentén az épület köré vannak szerelve.