Tehlike Analizi Elektrik şokuçeşitli ağlarda

Bir kişinin elektrik akımına yenilmesi, ancak elektrik tesisatının aralarında voltaj bulunan noktalarıyla veya potansiyeli dünyanın potansiyelinden farklı olan bir noktayla doğrudan temasıyla mümkündür. Kişiden geçen akımın değeri veya dokunma gerilimi ile tahmin edilen böyle bir dokunma tehlikesinin analizi, bir dizi faktöre bağlıdır: bir kişiyi elektrik şebekesine bağlama şeması, voltajı, nötr mod, akım taşıyan parçaların yalıtımı, kapasitif bileşenleri vb.

Elektrik çarpmasının nedenlerini incelerken, elektrik tesisatlarının canlı parçalarıyla doğrudan temas ile dolaylı temas arasında ayrım yapmak gerekir. Birincisi, kural olarak, elektrik tesisatlarının (PTE ve PTB) çalışma kurallarının ağır ihlali durumunda, ikincisi - örneğin yalıtımın bozulması sırasında acil durumların bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Bir kişiyi elektrik devresine dahil etme şemaları farklı olabilir. Bununla birlikte, en yaygın olanı ikidir: iki farklı kablo arasında - iki fazlı bir bağlantı ve bir kablo veya bir fazı kopmuş bir elektrik tesisatının gövdesi ile toprak arasında - tek fazlı bir bağlantı.

İstatistikler, en fazla elektrik yaralanmasının tek fazlı anahtarlama sırasında meydana geldiğini ve bunların çoğunun 380/220 V voltajlı şebekelerde meydana geldiğini göstermektedir. İki fazlı anahtarlama daha tehlikelidir, çünkü bu durumda bir kişi doğrusal voltaj altındadır, oysa bir kişiden geçen akım (A cinsinden) olacaktır.

nerede Ul - doğrusal voltaj, yani. faz kabloları arasındaki voltaj, V; Uf - faz voltajı, yani bir sargının başı ile sonu arasındaki (veya faz ve nötr kablolar arasındaki) gerilim, V.

Olarak Şekil l'de görülebilir. 8.1, iki fazlı anahtarlama tehlikesi nötr moda bağlı değildir. Nötr, bir topraklama cihazına bağlı olmayan veya yüksek dirençli cihazlar (izole nötr olan bir ağ) aracılığıyla bağlı olmayan veya doğrudan bir topraklama cihazına - sağlam bir şekilde topraklanmış nötr olan bir ağ - bağlı olmayan bir transformatör veya jeneratörün sargılarının bağlantı noktasıdır.

İki fazlı bağlantı ile dielektrik galoş, bot, kilim, zemin kullanılarak kişi yerden izole edildiğinde insan vücudundan geçen akım azalmaz.

Bir kişinin ağa tek fazlı dahil edilmesiyle, mevcut güç büyük ölçüde nötr mod tarafından belirlenir. İncelenmekte olan durum için, bir kişiden geçen akım (A cinsinden) olacaktır.

, (8.3)

burada w frekanstır; C - toprağa göre faz kapasitansı

Pirinç. 8.1. Bir insanı dönüştürmek üç fazlı ağ izole nötr ile:
a - iki fazlı dahil etme; b - tek fazlı dahil etme; Ra, Rt, Rc - toprağa göre faz yalıtımının elektriksel direnci. Ohm; Ca, Cb, Cs - tellerin toprağa göre kapasitansı, faz izolasyon direncinden toprağa akan F, Ia, Ib, IC akımları (kaçak akımlar)

Formülü basitleştirmek için Ra = Rb = Rc = Riz ve Ca = Cb = Cc = C olduğu varsayılır.

Üretim koşullarında, dielektrik malzemelerden yapılmış ve sonlu bir değere sahip olan fazların yalıtımı, yaşlanma, nem, toz kaplama sırasında her faz için farklı değişir. Bu nedenle, oldukça karmaşık olan güvenli koşulların hesaplanması, her faz için R direncinin gerçek değerleri ve C kapasitansları dikkate alınarak yapılmalıdır. Fazların toprağa göre kapasitansı küçükse, yani Ca \u003d Cb \u003d Cc \u003d 0 (örneğin, küçük uzunluktaki hava ağlarında), o zaman

Ich \u003d Yukarı / (Rch + Riz / 3), (8.4)

Kapasitans büyükse (Ca = Cb = Cc 0'a eşit değil) ve Riz büyükse (örneğin kablo hatlarında), o zaman insan vücudundan geçen akımın gücü yalnızca kapasitif bileşen tarafından belirlenir:

, (8.5)

nerede Xc \u003d 1 / wС - kapasitans, Ohm.

Yukarıdaki ifadelerden, nötrü izole edilmiş ağlarda, bir kişi için elektrik çarpması tehlikesinin o kadar az olduğu, faz tellerinin toprağa göre kapasitifinin ne kadar düşük ve aktif bileşeninin o kadar yüksek olduğu görülebilir. Bu nedenle, bu tür ağlarda, hasarı belirlemek ve ortadan kaldırmak için Riz'i sürekli izlemek çok önemlidir.

Pirinç. 8.2. Acil durum modunda izole edilmiş bir nötr ile üç fazlı bir ağa bir kişinin dahil edilmesi. Metindeki açıklamalar

Kapasitif bileşen büyükse, yüksek faz izolasyon direnci gerekli korumayı sağlamaz.

Acil bir durumda (Şekil 8.2), fazlardan biri toprağa kısa devre yaptığında kişiden geçen akım eşit olacaktır (A cinsinden).

Rzm = 0 veya Rzm olduğunu kabul edersek<< 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.

Bir topraklama hatası ayrıca elektrik tesisatının akım taşıyan parçalarının voltajını toprağa ve topraklanmış bina yapılarına göre önemli ölçüde değiştirir. Bir toprak arızasına her zaman toprağa yayılan akım eşlik eder ve bu da yeni bir tür insan yaralanmasına, yani temas voltajına ve adım voltajına yol açar. Bu kapatma kazara veya kasıtlı olabilir. İkinci durumda, toprakla temas halinde olan iletkene toprak elektrodu veya elektrot adı verilir.

Akımın geçtiği yerkürenin hacminde """akım yayılma alanı (bölgesi)" olarak adlandırılan alan ortaya çıkar. Teorik olarak sonsuza kadar uzanır, ancak gerçek koşullarda, zaten toprak elektrodundan 20 m uzaklıkta, yayılan akım yoğunluğu ve potansiyeli pratik olarak sıfıra eşittir.

Potansiyel yayılma eğrisinin doğası esas olarak toprak elektrodunun şekline bağlıdır. Dolayısıyla, tek bir yarı küresel toprak elektrotu için, dünya yüzeyindeki potansiyel hiperbolik yasaya göre değişecektir (Şekil 8.3).

Pirinç. 8.3. Yarım küre şeklindeki bir toprak elektrotu etrafındaki dünya yüzeyindeki potansiyel dağılımı (f - dünya yüzeyindeki toprak elektrotunun potansiyelindeki değişiklik; fz - toprak arıza akımı I3'te toprak elektrotunun maksimum potansiyeli; r - toprak elektrotunun yarıçapı)

Pirinç. 8.4. Tek toprak elektrotlu temas gerilimi (f3 - toprak elektrotundan yayılan akıma karşı toplam toprak direnci):
1 - potansiyel eğri; 2 - Upr'deki değişikliği toprak elektroduna olan mesafe olarak karakterize eden eğri; Vücutta 3 fazlı arıza

Bir kişinin yayılma bölgesindeki konumuna ve gövdesi topraklanmış ve enerjilenmiş elektrik tesisatı b ile temasına bağlı olarak, bir kişi, f3 kişisinin dokunduğu elektrik tesisatı noktası ile üzerinde durduğu toprak noktası - phosn (V cinsinden) arasındaki potansiyel fark olarak tanımlanan Upr (Şekil 8.4) temas voltajının altına düşebilir.

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

burada (1 - phosn/f3) = a1 ifadesi, potansiyel eğrisinin şeklini karakterize eden temas voltajı katsayısıdır.

Şek. 8.4, bir kişi toprak elektrodundan (elektrik tesisatı c) 20 m veya daha fazla uzakta olduğunda ve sayısal olarak toprak elektrodunun potansiyeline Upr = f3, a1 = I ise eşit olduğunda temas voltajının maksimum olacağı görülebilir. Bir kişi doğrudan toprak elektrodunun üzerinde duruyorsa (elektrik tesisatı a), o zaman Unp = 0 ve a1 = 0. Bu en güvenli durum.

İfade (8.7), insan-toprak devresindeki ek dirençleri, yani ayakkabıların direncini, bacakların destek yüzeyinin direncini ve zeminin direncini hesaba katmadan Unp'yi hesaplamamıza izin verir. Bütün bunlar a2 katsayısı tarafından dikkate alınır, bu nedenle gerçek koşullarda temas voltajının değeri daha da az olacaktır.

kaçak kalıcı insan vücudundan geçen akım, temas noktasında ve uzuvların eklemlerinde ağrıya neden olur. Kural olarak, doğru akımın insan vücudu üzerindeki etkisi neden olur yanıklar veya ağrı şoku, ağır vakalarda solunum veya kalp durmasına neden olabilir.

Bir kişi tek fazlı veya iki fazlı ağlara dokunursa alternatif akım ağın zemine göre herhangi bir modunda (yerden izole edilmiş, topraklanmış bir direk ile, topraklanmış bir orta nokta ile), çünkü bu durumda, bir kişinin içinden geçen akım, yalnızca vücudunun elektrik direnci tarafından belirlenir.

Elektrik çarpmasının tehlike derecesi ve sonucu şunlara bağlıdır: bir kişiyi elektrik devresine "bağlama" şeması; elektrik şebekesinde:

topraklanmış nötr ile üç fazlı dört telli;

izole nötr ile üç fazlı.

Bir kişinin elektrik çarpması, tesisatın akım taşıyan kısmına tek kutuplu (tek fazlı) veya iki kutuplu (iki fazlı) dokunmadan kaynaklanabilir.

Tek fazlı bağlantı, iki fazlı bağlantıdan daha az tehlikelidir, ancak çok daha sık meydana gelir ve elektrik yaralanmalarının ana nedenidir. Bu durumda, elektrik şebekesinin nötr modu, lezyonun sonucu üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir.

İzole nötr bulunan şebekenin fazlarından birine bir kişinin direnci ile seri olarak dokunulduğunda, diğer iki hasarsız fazın toprağa olan izolasyon ve kapasitans dirençleri açılır.

Topraklanmış bir nötr ile bir ağın bir fazına dokunan bir kişinin şeması

Yalıtım direnci arttıkça elektrik çarpması riski azalır.

Aynı şebekenin acil durum çalışmasında, fazdan toprağa bir ölü kısa devre meydana geldiğinde, nötr noktasındaki voltaj faz voltajına ulaşabilir, toprağa göre hasarsız fazların voltajı hat voltajına eşit olur. Bu durumda, bir kişi bir faza dokunursa, lineer voltaj altında olacak, içinden “el-ayak” yolu boyunca akım akacaktır. Bu durumda tellerin izolasyon direnci lezyonun sonucunda herhangi bir rol oynamaz. Böyle bir elektrik çarpması çoğu zaman ölüme yol açar.

Örnekler, diğer şeyler eşit olduğunda, bir kişinin izole edilmiş nötrü olan bir ağa tek fazlı bağlantısının, topraklanmış nötrü olan bir ağa göre daha az tehlikeli olduğunu göstermektedir.

En tehlikelisi, bir kişinin iki fazlı bağlantısıdır. elektrik şebekesi, nötr mod ve şebeke çalışma koşullarından bağımsız olarak şebekenin hat voltajının altına düştüğü için.

7.9. Mevcut maruz kalma süresi.

Mevcut maruz kalma süresi genellikle lezyonun nihai sonucunun bağlı olduğu bir faktördür. Elektrik akımının insan vücudu üzerindeki etkisi ne kadar uzun olursa, lezyonun sonuçları o kadar şiddetli olur. 30'lu yıllardan sonra insan vücudunun akıma karşı direnci yaklaşık %25, 90'lı yıllardan sonra ise %70 oranında düşer.

Elektrik çarpmasının ancak insan kalbi tamamen dinlendiğinde, kalbin ve atriyumun ventriküllerinin sıkışması (sistol) veya gevşemesi (diyastol) olmadığında mümkün olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle kısa bir süre için akımın etkisi tam gevşeme aşamasına denk gelmeyebilir, ancak kalbin hızını artıran her şey, herhangi bir süre elektrik çarpması sırasında kalp durması olasılığını artırır. Bu tür nedenler şunlardır: yorgunluk, ajitasyon, açlık, susuzluk, korku, alkol, uyuşturucu, bazı ilaçlar, sigara, hastalık vb.

Elektrik devresinin direnci nedeniyle R Bir kişiden geçen elektrik akımının büyüklüğü önemli ölçüde bağlı olduğundan, lezyonun ciddiyeti büyük ölçüde kişiyi devreye dahil etme şeması tarafından belirlenir. Bir kişi bir devre iletkeniyle temas ettiğinde oluşan devreler, kullanılan güç kaynağı sisteminin türüne bağlıdır.

Nötr telin topraklandığı en yaygın elektrik şebekeleri, yani toprağa bir iletken ile kısa devre yapılır. Nötr tele dokunmak pratik olarak insanlar için tehlikeli değildir, yalnızca faz kablosu tehlikelidir. Bununla birlikte, iki telden hangisinin sıfır olduğunu anlamak zordur - görünüş olarak aynı görünürler. Bunu özel bir cihaz - bir faz belirleyici kullanarak anlayabilirsiniz.

Açık somut örnekler iletkenlere dokunurken bir kişiyi elektrik devresine dahil etmek için olası şemaları göz önünde bulundurun.

Devrede iki fazlı dahil etme. En nadir fakat aynı zamanda en tehlikelisi, bir kişinin iki faz kablosuna veya bunlara bağlı akım iletkenlerine dokunmasıdır (Şekil 2.29).

Bu durumda kişi lineer voltajın etkisi altında olacaktır. Bir kişinin içinden "el-el" yolu boyunca bir akım akacaktır, yani devrenin direnci yalnızca vücudun direncini (D,) içerecektir.

Vücudun direncini 1 kOhm'a ve elektrik şebekesini 380/220 V gerilime alırsak, kişiden geçen akımın gücü şuna eşit olacaktır:

Bu ölümcül bir akımdır. Bir elektrik yaralanmasının ve hatta bir kişinin hayatının ciddiyeti, öncelikle akım iletkeniyle temastan ne kadar çabuk kurtulduğuna (elektrik devresini kestiğine) bağlı olacaktır, çünkü bu durumda maruz kalma süresi belirleyicidir.

Çok daha sık olarak, bir kişinin tek eliyle bir faz kablosuna veya bir cihazın parçasına, yanlışlıkla veya kasıtlı olarak ona elektrikle bağlanan bir aparata temas ettiği durumlar vardır. Bu durumda elektrik çarpması tehlikesi, elektrik şebekesinin türüne (topraklanmış veya yalıtılmış nötr) bağlıdır.

Tek fazlı anahtarlama topraklanmış bir nötr ile bir ağdaki bir devreye(Şekil 2.30). Bu durumda akım kişiden “kol-bacak” veya “kol-kol” yolu boyunca geçer ve kişi faz gerilimi altında kalır.

İlk durumda, devrenin direnci insan vücudunun direnci ile belirlenecektir. (BENCE_, ayakkabı (R o 6), zemin (Rw), Nötr topraklama direnci ile bir kişinin üzerinde durduğu (RH), ve bir insanın içinden bir akım akacak

nötr direnç sağ küçüktür ve diğer devre dirençleriyle karşılaştırıldığında ihmal edilebilir. Bir kişiden geçen akımın büyüklüğünü değerlendirmek için 380/220 V'luk bir şebeke voltajı alacağız. Bir kişi yalıtkan kuru ayakkabılar (deri, kauçuk) giyiyorsa, kuru bir ahşap zemin üzerinde duruyorsa, devrenin direnci büyük olacak ve Ohm yasasına göre akım gücü küçük olacaktır.

Örneğin zemin direnci 30 kOhm, deri ayakkabı 100 kOhm, insan direnci 1 kOhm. Bir kişinin içinden geçen akım

Bu akım algılanabilir akım eşiğine yakındır. Bir kişi akımın akışını hissedecek, çalışmayı bırakacak, arızayı ortadan kaldıracaktır.

Bir kişi nemli zeminde ıslak ayakkabı veya çıplak ayakla durursa, akım vücuttan geçer.

Bu akım akciğerlere ve kalbe zarar verebilir ve uzun süreli maruz kalma durumunda ölüme neden olabilir.

Bir kişi kuru ve sağlam lastik çizmelerle ıslak toprakta durursa, vücudundan bir akım geçer.

Kişi böyle bir akımın etkisini hissetmeyebilir bile. Bununla birlikte, bir botun tabanındaki küçük bir çatlak veya delik bile kauçuk tabanın direncini büyük ölçüde azaltabilir ve çalışmayı tehlikeli hale getirebilir.

ile çalışmaya başlamadan önce elektrikli aletler(özellikle uzun süre kullanılmamış olanlar), izolasyona zarar verip vermediği dikkatlice incelenmelidir. Elektrikli cihazlar tozdan silinmeli ve ıslaksa- kuru. Islak elektrikli cihazlar çalıştırılmamalıdır! Elektrikli aletler, aletler, ekipmanlar, toz veya nemin girmesini önlemek için plastik torbalarda saklanmalıdır. Ayakkabılarda çalışmak zorundasın. Bir elektrikli cihazın güvenilirliğinden şüpheniz varsa, sigorta yaptırmanız gerekir.- ayaklarınızın altına kuru ahşap döşeme veya lastik bir paspas yerleştirin. Lastik eldiven kullanabilirsiniz.

İkinci akım akış yolu, bir kişinin zemine bağlı elektriği ileten nesnelere (topraklanmış bir makine gövdesi, metal veya betonarme bir bina yapısı, ıslak bir ahşap duvar, bir su borusu, bir ısıtma bataryası vb.) Saniye eliyle temas etmesiyle oluşur. Bu durumda akım, elektriksel direncin en az olduğu yol boyunca akar. Bu nesneler toprağa neredeyse kısa devre yapar, elektrik dirençleri çok küçüktür. Bu nedenle devrenin direnci vücudun direncine eşittir ve kişiden akım geçecektir.

Bu akım miktarı ölümcüldür.

Elektrikli cihazlarla çalışırken, toprağa elektriksel olarak bağlı olabilecek nesnelere diğer elinizle dokunmayın. Nemli odalarda, bir kişinin yakınında toprağa bağlı iyi iletken nesnelerin bulunduğu ortamlarda çalışmak son derece yüksek bir tehlike oluşturur ve artırılmış elektriksel güvenlik önlemlerine uyulmasını gerektirir.

Acil durum modunda (Şekil 2.30, b), ağın fazlarından birinin (ağın diğer fazı, kişinin dokunduğu fazdan farklı olarak) toprağa kısa devre yaptığı ortaya çıktığında, voltaj yeniden dağıtılır ve servis verilebilir fazların voltajı, ağın faz voltajından farklıdır. Bir çalışma fazına dokunan kişi, fazdan daha fazla, ancak lineerden daha düşük olan voltaj altına girer. Bu nedenle, herhangi bir akım akışı yolu için bu durum daha tehlikelidir.

İzole nötrlü bir ağdaki bir devrede tek fazlı bağlantı(Şekil 2.31). Üretimde, güç elektrik tesisatlarının güç kaynağı için, izole nötrlü üç telli elektrik şebekeleri kullanılır. Bu tür ağlarda dördüncü topraklı nötr kablo yoktur ve sadece üç fazlı kablo vardır. Bu şemada, dikdörtgenler koşullu olarak elektrik dirençlerini göstermektedir r A, R V, R İle her fazın tel yalıtımı ve kapasitans C A, C B, C C __________________________ göre her aşama

önemli ölçüde daha yüksek voltajlar altında ve bu nedenle daha tehlikeli. Ancak, güvenliği sağlamaya yönelik ana sonuçlar ve öneriler hemen hemen aynıdır.

İnsan devresinin direncini hesaba katmasak bile (kişi nemli ayakkabıyla ıslak zeminde duruyor), kişiden geçen akım güvenli olacaktır:

Bu nedenle, iyi faz izolasyonu bir güvenlik garantisidir. Ancak, geniş elektrik ağları ile bunu başarmak kolay değildir. Çok sayıda tüketicinin bulunduğu geniş ve dallanmış ağlarda yalıtım direnci düşüktür ve tehlike artar.

Genişletilmiş elektrik şebekeleri, özellikle kablo hatları için, fazların kapasitansı ihmal edilemez (CV0). Çok iyi faz izolasyonunda bile (r = oo), akım, fazların kapasitansı yoluyla kişiden akacak ve değeri aşağıdaki formülle belirlenecektir:

Bu nedenle, endüstriyel işletmelerin yüksek kapasitanslı genişletilmiş elektrik devreleri, iyi faz izolasyonu ile bile oldukça tehlikelidir.

Herhangi bir fazın yalıtımı bozulursa, izole edilmiş nötrü olan bir ağa dokunmak, topraklanmış nötr kablosu olan bir ağa dokunmaktan daha tehlikeli hale gelir. Acil çalıştırma modunda (Şek. 2.31, B) servis edilebilir faza dokunan bir kişiden geçen akım, toprak arıza devresinden acil durum fazına akacak ve değeri aşağıdaki formülle belirlenecektir:

Devre direnci D olduğundan, zemindeki acil durum fazı genellikle küçüktür, kişi lineer voltaj altında olacaktır ve ortaya çıkan devrenin direnci, çok tehlikeli olan insan devresinin direncine ____ eşit olacaktır.

Bu nedenlerle ve ayrıca kullanım kolaylığı nedeniyle (220 ve 380 V gerilim elde etme olasılığı), 380/220 V gerilim için topraklanmış nötr telli dört telli ağlar en yaygın şekilde kullanılmaktadır.

Tüm olası elektrik ağları şemalarından ve dokunma seçeneklerinden uzak durduk. İmalatta, topraklama gibi daha karmaşık elektrik devreleriyle uğraşıyor olabilirsiniz.

Analizi basitleştirmek için, d A - dc= g c \u003d g, A SA= 1 POUND = 0.45 KG= C c = C

Bir kişi tellerden birine veya ona elektriksel olarak bağlı herhangi bir nesneye dokunursa, akım kişiden, ayakkabılardan, tabandan akacak ve tellerin yalıtımı ve kapasitansı yoluyla diğer iki tele akacaktır. Böylece kapalı bir elektrik devresi, daha önce ele alınan durumların aksine, faz yalıtım direncini içerir. Çünkü elektrik direnci Kullanılabilir yalıtım onlarca ve yüzlerce kilo-ohm ise, devrenin toplam elektrik direnci, topraklanmış nötr telli bir ağda oluşturulan devrenin direncinden çok daha fazladır. Yani, böyle bir ağdaki bir kişinin içinden geçen akım daha az olacaktır ve ağın fazlarından birine izole nötr ile dokunmak daha güvenlidir.

Bu durumda bir kişiden geçen akım, aşağıdaki formülle belirlenir:

elektrik nerede insan devre direnci,

co \u003d 2n - akımın dairesel frekansı, rad / s (endüstriyel frekans akımı için \u003d 50 Hz, dolayısıyla co \u003d YuOl).

Fazların kapasitansı küçükse (genişletilmemiş havai ağlar için durum budur), C « 0. O zaman bir kişiden geçen akımın büyüklüğü ifadesi şu şekilde olacaktır:

Örneğin, zeminin direnci 30 kOhm, deri ayakkabı 100 kOhm, bir kişinin direnci 1 kOhm ve faz yalıtım direnci 300 kOhm ise, bir kişiden geçen akım (380/220 V şebeke için) şuna eşit olacaktır:

Kişi böyle bir akımı hissetmeyebilir bile.

Kontrol soruları

1. Üretimde en yaygın kullanılan elektrik şebekesi türleri nelerdir?

2. Kaynakları adlandırın elektrik tehlikesiüretimde.

3. Dokunma voltajı ve adım voltajı nedir? Değerleri, akımın toprağa aktığı noktadan olan mesafeye nasıl bağlıdır?

4. Tesisler elektrik tehlikesi derecesine göre nasıl sınıflandırılır?

5. Elektrik akımı insanı nasıl etkiler? Elektrik yaralanmalarının türlerini listeler ve tanımlar.

6. Elektrik akımının hangi parametreleri elektrik çarpmasının şiddetini belirler? Eşik akım değerlerini belirtin.

7. Elektrik akımının insan vücudundan geçmesinin en tehlikeli yolu nedir?

8. Gelecekteki mesleğinizle ilgili olarak işyerindeki en büyük elektrik tehlikesinin kaynaklarını belirtin.

9. Nötr topraklanmış elektrik şebekelerinin tehlike analizini yapar.

10. Yalıtılmış bir nötr ile elektrik şebekelerinin tehlikesinin bir analizini yapın.

11. Canlı iletkenleri olan bir kişi için en tehlikeli temas nedir?

12. Elektrikli cihazlarla çalışırken neden toprağa elektriksel olarak bağlı nesnelere (örneğin bir su borusuna) dokunmak elektrik çarpması riskini önemli ölçüde artırır?

13. Elektrikli ekipmanı tamir ederken neden elektrik fişini prizden çekmem gerekiyor?

14. Elektrikli cihazlarla çalışırken neden ayakkabı giymem gerekiyor?

15. Elektrik çarpması riski nasıl azaltılabilir?

Elektrik akımına maruz kalmanın neden olduğu yaralanmaların büyük bir yüzdesi, bir kişi elektrik tesisatlarının izolasyon arızası nedeniyle yanlışlıkla enerjilenen metal parçalarına veya muhafazalarına dokunduğunda meydana gelir.

Elektrik yaralanmasının şiddeti insan vücudundan geçen akıma, akımın frekansına, vücudun fizyolojik durumuna, akıma maruz kalma süresine, akımın vücutta izlediği yola ve üretim koşullarına bağlıdır.

Bu durumda, bir kişi dokunma gerilimi altındadır - akım devresinin iki noktası arasındaki gerilim toprağa (vücuda) kısa devre yaparken aynı anda onlara dokunur.

Nerede - insan vücudundan geçen akım, A;

-insan vücudunun direnci, Ohm.

Elektrik tesisatlarıyla etkileşime girerken insanları koruma yöntemleri ve araçları tasarlamak için tasarlanan insan vücudundan akan temas voltajlarının ve akımlarının izin verilen maksimum değerleri standartlaştırılmıştır / 2 / ve 1000 V AC'ye kadar gerilime sahip endüstriyel elektrik tesisatlarının acil durum modunda 1 saniyeden fazla maruz kalma süresi ile 50 Hz akım geçmemelidir
= 20 V ve = 6 mA.

Temas voltajının ve insan vücudundan akan akımın değerleri bir dizi faktöre bağlıdır: bir kişiyi elektrik şebekesine bağlama devresi, şebeke voltajı, şebekenin devresi, nötr modu, akım taşıyan parçaların zeminden izolasyon derecesi ve ayrıca akım taşıyan parçaların toprağa göre kapasitesi vb. Belirli bir ağı güvenlik koşullarına göre değerlendirirken, uygun koruma önlemlerini seçerken ve hesaplarken vb. bu bağımlılık bilinmelidir.

Aynı zamanda kişinin üzerinde durduğu tabanın (zemin, döşeme vb.) direnci ile ayakkabısının direncinin önemsiz ve sıfıra eşit olduğunu kabul ediyoruz.

İnsan vücudunun direnci, derinin durumuna (kuru, ıslak, temiz, hasarlı vb.), temas yoğunluğuna, temas alanına, insan vücudundan geçen akıma ve temas voltajına ve ayrıca akımın kişiye uygulanma zamanına bağlı olarak geniş bir aralıkta (400 ila 100.000 ohm arasında) değişir.

1000 V'a kadar olan voltajlarda, ülkemizde esas olarak iki üç fazlı akım şebekesi şeması kullanılmaktadır - 220/127, 380/220 ve 660/380 V voltajlı topraklanmış nötrlü dört telli ve 36, 42, 127, 220, 380 ve 660 V voltajlı izole nötrlü üç telli.

Şebekelerin normal çalışması sırasında elektrik çarpması tehlikesini inceleyelim.

2.1. Sağlam topraklanmış nötr ile üç fazlı dört telli ağ

380/220 V gerilime sahip bir ağ düşünün (Şek. 1).

P Dört telli bir şebekede enerji verilen bir elektrik tesisatının gövdesine bir kişinin dokunması

Ağın normal çalışma modunda, nötr topraklama direncine kıyasla toprağa göre faz ve nötr tellerin yalıtım direnci çok büyük değerlere sahiptir ve bazı varsayımlarla sonsuza eşitlenebilir, yani.
.

Bu durumda insan vücudundan geçen akım

Nerede = 220 V - faz voltajı, yani bu durumda, transformatörün bir sargısının başı ile sonu arasındaki gerilim.

- transformatörün nötrünün bağlı olduğu topraklama cihazının direnci, Ohm.

PUE /1/ uyarınca en büyük değer 66 ohm'dur; insan vücudunun direnci , birkaç yüz ohm'un altına düşmez. Bu nedenle, büyük bir hata yapmadan değeri ihmal edebiliriz. , yani

Bu nedenle, sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile bir ağda enerji verilen bir elektrik tesisatının gövdesine dokunulduğunda, bir kişi pratikte faz voltajı altındadır, yani. bu durumda, faz ve nötr kablolar arasındaki voltaj düşüktür.

Bir kişinin elektrik şebekesine dahil edilmesi tek fazlı ve iki fazlı olabilir. Tek fazlı anahtarlama, bir kişinin ağın fazlarından biri ile toprak arasındaki bağlantısıdır. Bu durumda çarpıcı akımın gücü, nötr ağın moduna, bir kişinin direncine, ayakkabılara, zemine, toprağa göre faz yalıtımına bağlıdır. Tek fazlı anahtarlama çok daha sık gerçekleşir ve genellikle herhangi bir voltajdaki şebekelerde elektrik yaralanmalarına neden olur. İki fazlı anahtarlamada, bir kişi elektrik şebekesinin iki fazına dokunur. İki fazlı bağlantıda, vücuttan geçen akım (zarar veren akım) yalnızca şebeke voltajına ve insan vücudunun direncine bağlıdır ve şebeke besleme trafosunun nötr moduna bağlı değildir. Elektrik şebekeleri tek fazlı ve üç fazlı olarak ayrılır. Tek fazlı ağ, topraktan izole edilebilir veya bir topraklama kablosuna sahip olabilir. Şek. Şekil 1, bir kişiyi tek fazlı ağlara bağlamak için olası seçenekleri gösterir.

Bu nedenle, bir kişi sağlam topraklanmış bir nötr ile üç fazlı dört telli bir ağın fazlarından birine dokunursa, o zaman pratik olarak faz voltajının (R3 ≤ RC) altında olacaktır ve ağın normal çalışması sırasında bir kişiden geçen akım, kabloların toprağa göre yalıtım direnci ve kapasitansındaki bir değişiklikle pratikte değişmeyecektir.

Elektrik akımının insan vücudu üzerindeki etkisi

Elektrik akımı vücuttan geçerken termal, elektrolitik ve biyolojik bir etkiye sahiptir.

Termal etki, cilt veya iç organların yanıklarında kendini gösterir.

Elektrolitik etki sırasında, akımın geçişine bağlı olarak, kan ve diğer organik sıvıların ayrışması (elektrolizi) meydana gelir, buna eritrositlerin yıkımı ve metabolik bozukluklar eşlik eder.

Biyolojik etki, kalp ve akciğerler dahil olmak üzere kasların spontan konvülsif kasılmasının eşlik ettiği vücudun canlı dokularının tahrişi ve uyarılmasıyla ifade edilir.

İki ana elektrik çarpması türü vardır:

§ elektrik yaralanması,

§ elektrik şoku.

Elektrik şoku kabaca dört seviyeye ayrılabilir:

1. bilinç kaybı olmadan sarsıcı kas kasılmaları;

2. bilinç kaybı ile, ancak solunum ve kalp fonksiyonunun korunması ile;

3. bilinç kaybı ve bozulmuş kardiyak aktivite veya solunum (veya her ikisi);

4. klinik ölüm, yani solunum ve dolaşım eksikliği.

Klinik ölüm, yaşamla ölüm arasında bir geçiş dönemidir, kalp ve akciğerlerin faaliyetinin durduğu andan itibaren başlar. Klinik ölüm durumunda olan bir kişi herhangi bir yaşam belirtisi göstermez: nefesi yoktur, kalp atışı yoktur, ağrıya tepkileri yoktur; Göz bebekleri genişler ve ışığa tepki vermezler. Bununla birlikte, bu durumda, doğru ve zamanında yardım verilirse vücudun yine de canlandırılabileceği unutulmamalıdır. Klinik ölüm süresi 5-8 dakika olabilir. Yardım zamanında sağlanmazsa biyolojik (gerçek) ölüm meydana gelir.

Bir kişiye elektrik çarpmasının sonucu birçok faktöre bağlıdır. Bunların en önemlileri akımın büyüklüğü ve süresi, akımın türü ve frekansı ve vücudun bireysel özellikleridir.

Tekli toprak elektrotlarının akım yayma direncinin belirlenmesi ve sabit bir topraklama devresi için koruyucu topraklama döngüsünü hesaplama prosedürü teknolojik ekipman(GOST 12.1.030-81. SSBT. Koruyucu topraklama, topraklama)

Topraklama cihazlarının uygulanması. Yalnızca topraklama amaçlı suni topraklama iletkenleri ve doğal olanlar - üçüncü taraf iletken parçalar bulunur. elektrik kontağı doğrudan veya topraklama amacıyla kullanılan bir ara iletken ortam aracılığıyla toprakla.

Yapay toprak elektrotları için genellikle dikey ve yatay elektrotlar kullanılır.

Aşağıdakiler doğal topraklama iletkenleri olarak kullanılabilir: zemine döşenen su ve diğer metal borular (yanıcı sıvılar, yanıcı veya patlayıcı gazlar içeren boru hatları hariç); artezyen kuyularının, kuyuların, çukurların vb. muhafaza boruları; zemine bağlantısı olan bina ve yapıların metal ve betonarme yapıları; toprağa döşenen kabloların kurşun kılıfları; hidrolik yapıların metal levha yığınları, vb.

Koruyucu topraklamanın hesaplanması, ana topraklama parametrelerini - topraklanmış duruma faz kapanması sırasında dokunma ve adım gerilimlerinin izin verilen değerleri aşmadığı tekli topraklama iletkenlerinin ve topraklama iletkenlerinin sayısı, boyutları ve yerleştirme sırasını belirlemeyi amaçlar.

Topraklamayı hesaplamak için aşağıdaki bilgiler gereklidir:

1) elektrik tesisatının özellikleri - tesisat türü, ana ekipman türleri, çalışma voltajları, transformatörlerin ve jeneratörlerin nötrlerini topraklama yöntemleri, vb.;

2) ekipmanın ana boyutlarını ve yerleşimini gösteren elektrik kurulum planı;

3) tasarlanan grup toprak elektrot sisteminin oluşturulması planlanan elektrotların şekilleri ve boyutları ile bunların toprağa tahmini daldırma derinliği;

4) toprak elektrot sisteminin kurulacağı alandaki toprak özdirencinin ölçüm verileri ve bu ölçümlerin yapıldığı hava (iklim) koşulları ile iklim bölgesinin özellikleri hakkında bilgi. Dünyanın iki katmanlı olduğu varsayılırsa, o zaman dünyanın her iki katmanının özdirencinin ve üst katmanın kalınlığının ölçülmesi gerekir;

5) doğal topraklama iletkenlerine ilişkin veriler: bu amaç için hangi yapıların kullanılabileceği ve doğrudan ölçümle elde edilen akım yayılmalarına karşı direnç. Herhangi bir nedenle doğal bir topraklama iletkeninin direncini ölçmek mümkün değilse, bu direnci hesaplama yoluyla belirlemek için bilgi sağlanmalıdır;

6) Nominal toprak arıza akımı. Akım bilinmiyorsa, hesaplanır her zamanki gibi;

7) Hesaplama temas (ve adım) gerilimleri temelinde yapılırsa, izin verilen temas (ve adım) gerilimlerinin hesaplanan değerleri ve koruma süresi.

Topraklama hesabı genellikle toprak elektrodunun homojen bir zemine yerleştirildiği durumlar için yapılır. Son yıllarda çok katmanlı topraklarda topraklama iletkenlerinin hesaplanmasına yönelik mühendislik yöntemleri geliştirilmiş ve uygulanmaya başlanmıştır.

Homojen toprakta topraklama iletkenleri hesaplanırken, toprağın donması veya kuruması nedeniyle dünyanın üst tabakasının (mevsimsel değişim tabakası) direnci dikkate alınır. Hesaplama, toprak elektrot iletkenlik kullanım faktörlerinin kullanımına dayalı bir yöntemle yapılır ve bu nedenle kullanım faktörü yöntemi olarak adlandırılır. Grup toprak elektrotlarının hem basit hem de karmaşık tasarımlarıyla gerçekleştirilir.

Çok katmanlı bir topraktaki topraklama iletkenlerini hesaplarken, genellikle sırasıyla üst ve alt katmanlar r1 ve r2'nin özgül dirençleri ve üst katman h1'in kalınlığı (gücü) ile iki katmanlı bir toprak modeli alınır. Hesaplama, toprak elektrot grubunun bir parçası olan elektrotlarda indüklenen potansiyellerin dikkate alınmasına dayanan ve bu nedenle indüklenen potansiyeller yöntemi olarak adlandırılan bir yöntemle yapılır. Çok katmanlı toprakta topraklama iletkenlerinin hesaplanması daha zahmetlidir. Ancak daha doğru sonuçlar verir. Genellikle etkili bir şekilde topraklanmış bir nötr ile elektrik tesisatlarında, yani 110 kV ve üzeri gerilime sahip tesisatlarda gerçekleşen karmaşık grup topraklama tasarımları için kullanılması tavsiye edilir.

Bir topraklama cihazını herhangi bir şekilde hesaplarken, bunun için gerekli direnci belirlemek gerekir.

Topraklama cihazının gerekli direncinin belirlenmesi PUE'ye göre yapılır.

1 kV'a kadar gerilime sahip kurulumlar için, IT tipi bir sistemde açıktaki iletken bölümlerin koruyucu topraklaması için kullanılan topraklama cihazının direnci şu koşula uygun olmalıdır:

burada Rz, topraklama cihazının direncidir, ohm; Upr.adm - değeri 50 V olduğu varsayılan dokunma gerilimi; Iz, toplam toprak arıza akımıdır, A.

Kural olarak topraklama cihazının direnç değerinin 4 ohm'un altında kabul edilmesi gerekli değildir. 10 Ohm'a kadar topraklama cihazı direncine, yukarıdaki koşulun sağlanması ve şebekeyi besleyen transformatörlerin ve jeneratörlerin gücünün, paralel çalışan transformatörlerin ve (veya) jeneratörlerin toplam gücü dahil olmak üzere 100 kVA'yı geçmemesi durumunda izin verilir.

1 kV'un üzerinde 1 kV'un üzerindeki gerilimlere sahip kurulumlar için, topraklama cihazının direnci şuna karşılık gelmelidir:

0,5 ohm, etkili bir şekilde topraklanmış bir nötr ile (yani, yüksek toprak arıza akımları ile);

250 / Iz, ancak izole bir nötrle (yani, düşük toprak arıza akımlarında) 10 ohm'dan fazla değil ve topraklama anahtarının yalnızca 1000 V'un üzerindeki gerilimlere sahip elektrik tesisatlarında kullanılması şartıyla.

Bu ifadelerde Iz, anma toprak arıza akımıdır.

Çalışma sırasında, topraklama iletkeninin akımının yayılmasına karşı dirençte hesaplanan değerin üzerinde bir artış meydana gelebilir, bu nedenle topraklama iletkeninin direnç değerinin periyodik olarak izlenmesi gerekir.

Toprak döngüsü

Toprak döngüsü, klasik olarak, nesnenin yakınına birbirinden nispeten küçük bir karşılıklı mesafede monte edilmiş, yatay bir iletkenle birbirine bağlanan, küçük derinliğe sahip bir dikey elektrot grubudur.

Geleneksel olarak kullanılan böyle bir topraklama cihazında toprak elektrotları olarak çelik köşe veya balyozla yere çakılan 3 metre uzunluğunda inşaat demiri.

Bağlantı iletkeni olarak, önceden hazırlanmış 0,5-0,7 metre derinliğindeki bir hendeğe yerleştirilmiş 4x40 mm'lik bir çelik şerit kullanıldı. İletken, monte edilmiş toprak elektrotlarına elektrik veya gaz kaynağı ile bağlandı.

Yerden tasarruf etmek için, zemin döngüsü genellikle binanın etrafında duvarlar boyunca (çevre boyunca) "katlanır". Bu toprak elektroduna yukarıdan bakarsanız, elektrotların binanın konturu boyunca monte edildiğini söyleyebilirsiniz (dolayısıyla adı).

Bu nedenle, toprak döngüsü, birbirine bağlı ve konturu boyunca binanın etrafına monte edilmiş birkaç elektrottan (bir elektrot grubu) oluşan bir toprak elektrotudur.