Bir kişinin elektrik şebekesine tek fazlı dahil edilmesi. Çeşitli elektrik şebekelerinde elektrik çarpması tehlikesinin analizi

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.

İnsan vücudundan akan temas voltajlarının ve akımlarının izin verilen maksimum değerleri, elektrik tesisatlarıyla etkileşime girerken insanları koruma yöntemlerini ve araçlarını tasarlamaya yönelik olarak standartlaştırılmıştır /2/ ve gerilimli endüstriyel elektrik tesisatlarının acil durum modunda 1000 V AC'ye 50 Hz akıma maruz kalma süresi 1 c'yi geçmemelidir
= 20 V ve = 6 mA.

Temas voltajının ve insan vücudundan akan akımın değerleri bir dizi faktöre bağlıdır: bir kişiyi elektrik şebekesine bağlama şeması, şebekenin voltajı, şebekenin devresi, modu nötr, akım taşıyan parçaların zeminden izolasyon derecesi ve ayrıca akım taşıyan parçaların toprağa göre kapasitansı 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, cildin durumuna (kuru, ıslak, temiz, hasarlı vb.), temas yoğunluğuna, temas alanına, insan vücudundan geçen akıma bağlı olarak geniş bir aralıkta (400 ila 100.000 ohm) değişir. ve dokunma voltajının yanı sıra bir kişinin akıma maruz kaldığı andan itibaren.

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

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.

Elektriksel güvenlik koşullarının analizi

Elektriksel güvenlik koşullarının analizi, belirli bir durum için insan vücudundan geçen akımın büyüklüğünün (I h) belirlenmesinden oluşur.

İnsan vücudundan geçen akımın hesaplanan değerlerinin şartlı olarak değeri ile karşılaştırılması güvenli akım(10mA) bu durumun tehlikesi hakkında bir sonuca varır. İnsan vücudundan geçen akımın büyüklüğü şartlı olarak güvenli akımın büyüklüğünü aşarsa, durum tehlikeli kabul edilir. Değilse, tehlikeli değildir. Çoğu durumda bir kişi 1000V'a kadar bir ağ kullandığından ve bu ağlar kural olarak kısa bir uzunluğa sahip olduğundan, kabloların yalıtım direncinin (R çıkışı) olduğu varsayılarak, faz kablolarının toprağa göre kapasitansı ihmal edilebilir. ) dünyaya göre tamamen aktiftir.

İnsan vücudundan geçen akım miktarını şu şekilde belirleyebilirsiniz:

ben h \u003d U pr / R h

Hesaplamanın karmaşıklığı dokunma gerilimini (U pr) bulmakta yatmaktadır. Bu değeri bulmak için aşağıdaki tekniğe başvururlar: Akımın insan vücudundaki yolunu belirlerler, buradan akımın aktığı voltaj ve direnç kaynağını bulurlar.

En karakteristik olanı iki bağlantı şemasıdır: iki tel arasında ve bir tel ile toprak arasında.

Ağlara uygulandı alternatif akım ilk devre genellikle iki fazlı anahtarlama ve ikinci tek faz olarak adlandırılır.

9.1.1. İki fazlı anahtarlama

Kural olarak iki fazlı anahtarlama daha tehlikelidir, çünkü bu ağdaki en yüksek voltaj insan vücuduna uygulanır - doğrusal ve bu nedenle insan vücudundan büyük bir akım akacaktır (Şekil 9.1.).

Şekil 9.1. Bir kişinin ağa iki aşamalı olarak dahil edilmesi.

nerede, ben h - insan vücudundan geçen akım

U pr - dokunma voltajı

Ağ 380/220 için

İnsan hayatı için tehlikeli akım

9.1.2. Tek fazlı anahtar.

Tek fazlı anahtarlama çok daha sık gerçekleşir, ancak daha az tehlikelidir, çünkü. bir kişinin kendini altında bulduğu voltaj, faz voltajını geçmez. Ek olarak, insan vücudundan geçen akımın değeri, akım kaynağının nötr modundan, tellerin yalıtımının toprağa göre direncinden, kişinin üzerinde durduğu zeminin direncinden, dirençten de etkilenir. kişinin ayakkabısı ve diğer faktörler.

9.1.2.1. tek fazlı ağ

Şekil 9.3. Anahtarlama şeması

Şekil 9.4. eşdeğer devre

İnsan vücudundan geçen akım şu şekilde bulunabilir:

İfadeden şu sonuca varabiliriz:

1. Yalıtım direnci toprağa göre ne kadar büyükse, tele tek fazlı dokunma tehlikesi o kadar az olur

2. Yalıtım direnci yüksek olan bir tele bir kişinin dokunması daha tehlikelidir çünkü. dokunma voltajı daha büyük olacaktır.

9.1 1.2. İzole nötr ile üç fazlı üç telli ağ:

İki ağ modunu göz önünde bulundurun:

a) Normal çalışma modu (yalıtım direncinin büyük (normalleştirilmiş) bir değeri vardır.

Şekil 9.5. 3 fazlı bir ağa tek fazlı bağlantı

izole nötr ile

Yalıtım dirençleri eşitse, R / 1 = R / 2 = R / 3, insan vücudundan geçen akım miktarı şu ifade ile belirlenir:

Bu tür ağlarda, ağın normal durumunda tele dokunan bir kişi için tehlike, yalıtım direncine bağlıdır. Ne kadar büyük olursa, o kadar az tehlike olur. Bu nedenle, bu tür şebekelerde yüksek yalıtım direnci sağlamak ve durumunu izlemek, arızaların zamanında tespiti ve giderilmesi için çok önemlidir.

PES'e göre, 1000V'a kadar olan tesisatlarda kabloların toprağa göre izolasyon direnci 500k'dan az olmamalıdır.

b) Acil durum modunda - fazlardan birinin küçük bir devre direnci üzerinden toprağa kısa devresi - R zm.(Şekil 9.6.)

Şekil 9.6 Ağ acil durum modu

Genellikle R zm, 50 ila 200 ohm aralığındadır.

İnsan vücudundan geçen akım, normal modda olduğu gibi, toprağa göre tellerin yalıtım direncinden de akacaktır, ancak değeri, küçük bir devre direncinden geçen akımdan çok daha az olacaktır. Dolayısıyla yalıtım direncinden geçen akımın büyüklüğü ihmal edilebilir ve akımın sadece devre direncinden ve insan vücudundan geçtiği varsayılabilir.

Çok tehlikeli.

9.1.2.3. Kesintisiz topraklanmış nötr ile üç fazlı üç telli ağ:

Topraklanmış, bir topraklama cihazına doğrudan veya düşük bir dirençle (örneğin bir akım trafosu) bağlı bir transformatörün veya jeneratörün nötrüdür.

a) Normal çalışma

Şekil 9.7.

Nötr topraklama direnci R®, maksimum şebeke voltajına bağlı olarak normalleştirilir.

U l \u003d 660V'de, R o \u003d 2 Ohm'da, U l \u003d 380V'de, R o \u003d 4 Ohm'da, U l \u003d 220V'de, R o \u003d 8 Ohm'da

İnsan vücudundan geçen akım ve tellerin yalıtım direnci, insan vücudundan geçen akım ve düşük nötr toprak direnci ile karşılaştırıldığında ihmal edilebilir. Bu akımın değeri şu ifadeden belirlenir:

Şebekenin normal çalışma periyodunda nötrü sağlam topraklanmış bir şebekede, tellerden birine dokunmanın izole nötr ile normal çalışan bir ağın teline dokunmaktan daha tehlikeli olduğu ifadesinden de görülebilir.

b) Acil durum çalışmasında - şebekenin fazlarından biri küçük bir direnç R zm ile toprağa kapatıldığında (Şekil 9.8.).

Şekil 9.8.

Bu durumu analiz edersek, aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz:

2. R'yi yaklaşık 0'a eşitlersek, o zaman kişi faz gerilimi altında olacaktır.

Gerçek koşullarda, R zm ve R o her zaman sıfırdan büyüktür, bu nedenle, ağın acil durum modunda tele dokunan bir kişi, doğrusaldan daha düşük, ancak fazdan daha fazla bir gerilim altına düşer.

Yenilgi tehlikesinin analizi, pratik olarak insan vücudundan akan akımın değerini belirlemeye gelir. çeşitli koşullar, elektrik tesisatlarının çalışması sırasında veya temas voltajında ​​​​olabileceği. Yenilgi tehlikesi bir dizi faktöre bağlıdır: bir kişiyi elektrik devresine bağlama şeması, ağın voltajı, ağın şeması, nötr modu, akım taşıyan izolasyon derecesi yerden parçalar, akım taşıyan parçaların toprağa göre kapasitansı vb.

Bir kişiyi bir elektrik devresine dahil etmenin planları nelerdir?

En karakteristik iki anahtarlama şemasıdır: elektrik şebekesinin iki fazı arasında, bir faz ile toprak arasında. Ayrıca, enerji verilen topraklanmış akım taşımayan parçalara dokunulabileceği gibi, bir kişiyi kademe gerilimi altında açmak da mümkündür.

Bir transformatörün (jeneratörün) nötr noktası nedir ve çalışma modları nelerdir?

Besleme trafosunun (jeneratör) sargılarının bağlantı noktasına nötr nokta veya nötr denir. Güç kaynağının nötrü izole edilebilir ve topraklanabilir.

Topraklanmış, topraklama cihazına doğrudan veya düşük dirençle (örneğin akım trafoları aracılığıyla) bağlanan jeneratörün (trafo) nötrüdür.

İzole nötr, bir topraklama cihazına bağlı olmayan veya ona büyük bir dirençle (sinyal, ölçüm, koruma cihazları, topraklama ark söndürme reaktörleri) bağlı olmayan bir jeneratör veya trafo nötrüdür.

Nötr modu seçmenin temeli nedir?

Ağ şemasının seçimi ve sonuç olarak akım kaynağının nötr modu, teknolojik gereksinimler ve güvenlik koşulları temelinde yapılır.

1000 V'a kadar olan voltajlarda, üç fazlı ağların her iki şeması da yaygın olarak kullanılır: izole nötr ile üç telli ve topraklanmış nötr ile dört telli.

Teknolojik gereksinimlere göre, genellikle dört telli bir ağ tercih edilir, iki çalışma gerilimi kullanır - doğrusal ve faz. Bu nedenle, 380 V'luk dört telli bir ağdan, hem bir güç yükü - 380 V'luk bir doğrusal voltaj için faz kabloları arasında dahil olmak üzere üç fazlı bir yük hem de aralarında dahil olmak üzere bir aydınlatma sağlamak mümkündür. faz ve nötr kablolar, yani 220 V'luk bir faz voltajı için. Aynı zamanda, daha az sayıda transformatör, daha küçük bir kablo kesiti vb. kullanılması nedeniyle elektrik tesisatı çok daha ucuz hale gelir.

Güvenlik koşullarına göre, duruma göre iki ağdan biri seçilir: ağın normal çalışması sırasında faz teline dokunma koşullarına göre, izole nötr olan ağ daha güvenlidir ve acil durum sırasında, topraklanmış nötr ile ağ. Bu nedenle, yüksek düzeyde bir ağ yalıtımı sağlamak mümkün olduğunda ve toprağa göre ağ kapasitansı ihmal edilebilir olduğunda, yalıtılmış nötr ağların kullanılması tavsiye edilir. Bunlar, agresif ortamlara maruz kalmayan ve kalifiye personelin sürekli gözetimi altında olan küçük dallanmış ağlar olabilir. Bir örnek, küçük işletmelerin ağı, mobil kurulumlardır.

Topraklanmış nötrlü şebekeler, elektrik tesisatlarının iyi bir şekilde yalıtılmasının mümkün olmadığı (yüksek nem, agresif ortam vb. nedeniyle) veya şebekenin kapasitif akımları nedeniyle izolasyon hasarını hızlı bir şekilde bulup ortadan kaldırmanın mümkün olmadığı durumlarda kullanılır. önemli dallanma, kişinin hayatını tehdit eden yüksek değerlere ulaşır. Bu tür ağlar, büyük sanayi kuruluşlarının ağlarını, kentsel dağıtım ağlarını vb. içerir.

Yalıtılmış bir nötre sahip ağların daha yüksek derecede güvenilirliği hakkındaki mevcut görüş yeterince kanıtlanmamıştır.

İstatistiksel veriler, her iki ağın da güvenilirlik açısından neredeyse aynı olduğunu göstermektedir.

1000 V'tan 35 kV'a kadar olan voltajlarda, teknolojik nedenlerle şebekeler izole bir nötre ve 35 kV'un üzerinde topraklanmış bir gerilime sahiptir.

Çünkü bu tür ağlar geniş kapasite teller toprağa göre, bir kişinin hem izole edilmiş hem de topraklanmış nötr ile ağın teline dokunması da aynı derecede tehlikelidir. Bu nedenle, güvenlik nedeniyle 1000 V'un üzerindeki ağ nötr modu seçilmez.

İki fazlı dokunma tehlikesi nedir?

İki fazlı kontak, enerji verilen bir elektrik tesisatının iki fazıyla aynı anda temas anlamına gelir (Şekil 1).

Pirinç. 1. Bir kişinin alternatif akım ağına iki fazlı dokunuş şeması

Bifazik dokunuş daha tehlikelidir. İki fazlı bir dokunuşla, vücut için en tehlikeli yollardan biri (el-el) boyunca insan vücudundan geçen akım, ağın doğrusal voltajına eşit olarak insan vücuduna uygulanan voltaja bağlı olacaktır. insan vücudunun direncinin yanı sıra:

• U l - doğrusal voltaj, yani ağın faz kabloları arasındaki voltaj;
• R insanlar - insan vücudunun direnci.

İnsan vücudunun direncine sahip U l \u003d 380 V doğrusal voltajı olan bir ağda R insanlar \u003d 1000 Ohm, insan vücudundan geçen akım şuna eşit olacaktır:

Bu akım bir kişi için ölümcüldür. İki fazlı bir dokunuşla, insan vücudundan geçen akım pratik olarak şebekenin nötr modundan bağımsızdır. Bu nedenle, iki fazlı kontak, hem izole edilmiş hem de topraklanmış nötr olan bir şebekede eşit derecede tehlikelidir (bu şebekelerin hat voltajlarının eşit olması şartıyla).

İki faza dokunan bir kişinin vakaları nispeten nadirdir.

Tek fazlı dokunuşu karakterize eden nedir?

Tek fazlı dokunma, enerji verilmiş bir elektrik tesisatının bir fazına dokunmadır.

İki fazlı bir dokunuştan çok daha sık meydana gelir, ancak daha az tehlikelidir, çünkü bir kişinin kendini altında bulduğu voltaj faz voltajını aşmaz. Buna göre insan vücudundan geçen akım da daha azdır. Ayrıca bu akım, akım kaynağının nötr modundan, şebeke kablolarının zemine göre yalıtım direncinden, kişinin üzerinde durduğu zeminin (veya tabanın) direncinden, ayakkabılarının direncinden büyük ölçüde etkilenir. ve diğer bazı faktörler.

Nötr topraklanmış bir ağda tek fazlı dokunma tehlikesi nedir?

Pirinç. 2. Bir aşamaya dokunan bir kişinin şeması üç fazlı ağ topraklı nötr ile

Nötr topraklanmış bir ağda (Şekil 2), insan vücudundan geçen akım devresi, insan vücudunun direncini, ayakkabılarını, kişinin üzerinde durduğu zemini (veya tabanı) ve ayrıca topraklama direncini içerir. akım kaynağı nötr. Belirtilen dirençler göz önüne alındığında, insan vücudundan geçen akım aşağıdaki ifadeden belirlenir:

• U f - ağın faz voltajı, V;
• R insanlar - insan vücudunun direnci, Ohm;
• R hakkında - bir kişinin ayakkabısının direnci, Ohm;
• R p - kişinin üzerinde durduğu zeminin (taban) direnci, Ohm;
• R o - akım kaynağı nötrünün topraklama direnci, Ohm.

En elverişsiz koşullar altında (faza dokunan bir kişinin ayağında iletken ayakkabı vardır - nemli veya metal çivilerle kaplı, nemli zeminde veya iletken bir tabanda - metal bir zeminde, topraklanmış bir metal yapı üzerinde), yani R vol \u003d 0 ve R p \u003d 0, denklem şu şekli alır:

Nötr Ro'nun direnci genellikle insan vücudunun direncinden birçok kez daha az olduğu için ihmal edilebilir. Daha sonra

Ancak bu koşullar altında, daha düşük akıma rağmen tek fazlı kontak bile çok tehlikelidir. Bu nedenle, faz gerilimi U f \u003d 220 V olan bir ağda, R kişi \u003d 1000 Ohm'da, insan vücudundan geçen akım şu değere sahip olacaktır:

Bu akım insanlar için ölümcüldür.

Bir kişi yalıtkan ayakkabı (örneğin lastik galoş) giyiyorsa ve yalıtkan bir zemin (örneğin ahşap zemin) üzerinde duruyorsa, o zaman

• 45 000 - insan ayakkabısının direnci, Ohm;
• 100 000 - zemin direnci, Ohm.

Bu kadar güçlü bir akım insanlar için tehlikeli değildir.

Yukarıdaki verilerden de görülebileceği gibi, elektrik tesisatlarında çalışanların güvenliği için yalıtkan zeminler ve yalıtkan ayakkabılar büyük önem taşımaktadır.

Yalıtılmış bir nötre sahip bir ağda tek fazlı bir dokunuşun özellikleri nelerdir?

İzole nötrlü bir ağda (Şekil 3), insan vücudundan toprağa geçen akım, iyi durumda yüksek dirence sahip olan ağın tellerinin yalıtılması yoluyla akım kaynağına geri döner.

Ayakkabıların dirençleri dikkate alınarak R yaklaşık ve kişinin üzerinde durduğu zemin veya taban R p, insan vücudunun direncine seri olarak bağlanır R kişi, insan vücudundan geçen akım şu denklemle belirlenir:

burada R, ağın bir fazının toprağa göre yalıtım direncidir, Ohm.

Pirinç. 3. İzole nötr ile üç fazlı bir ağın bir fazına dokunan bir kişinin şeması

En elverişsiz durumda, bir kişi iletken ayakkabılara sahip olduğunda ve iletken bir zeminde durduğunda, yani. R vol \u003d 0 ve R n \u003d 0 olduğunda, denklem büyük ölçüde basitleştirilecektir:

Bu durumda, faz gerilimi U f \u003d 220 V olan bir ağda ve faz yalıtım direnci R \u003d 90.000 Ohm, R kişi \u003d 1000 Ohm'da, bir kişiden geçen akım şuna eşit olacaktır:

Bu akım, benzer koşullar altında, ancak topraklanmış nötrlü bir şebekede tek fazlı bir kontak durumu için tarafımızdan hesaplanan akımdan (220 mA) çok daha azdır. Esas olarak tellerin toprağa göre yalıtım direnci ile belirlenir.

İzole edilmiş veya topraklanmış nötr ile hangi ağ daha güvenlidir?

Ceteris paribus, izole bir nötr ile bir ağın bir fazına dokunan bir kişi, topraklanmış bir nötr ile bir ağdan daha az tehlikelidir. Bununla birlikte, bu sonuç, toprağa göre önemsiz bir kapasitansın varlığında, yalnızca normal (kazasız) şebeke çalışma koşulları için geçerlidir.

Bir kaza durumunda, fazlardan biri toprağa kısa devre yaptığında, nötrü izole edilmiş bir şebeke daha tehlikeli olabilir. Bu, izole nötrlü bir ağda böyle bir kaza sırasında, hasar görmemiş bir fazın toprağa göre voltajının fazdan linere artabilmesi, topraklanmış nötrü olan bir şebekede ise voltaj artışının önemsiz olacağı gerçeğiyle açıklanmaktadır. .

Bununla birlikte, modern elektrik şebekeleri, dallanmaları ve önemli ölçüde uzunlukları nedeniyle, faz ile toprak arasında büyük bir kapasitif iletkenlik oluşturur. Bu durumda kişinin bir ve iki faza dokunma tehlikesi hemen hemen aynıdır. Bu dokunuşların her biri çok tehlikeli çünkü insan vücudundan geçen akım çok büyük değerlere ulaşıyor.

adım gerilimi nedir?

Adım voltajı, bir kişinin aynı anda üzerinde durduğu bir adım mesafesinde birbirinden yerleştirilmiş akım devresinin iki noktası arasındaki voltaj olarak anlaşılır. Adım boyutu genellikle 0,8 m'ye eşit alınır.

Bazı hayvanlar için (atlar, inekler), adım voltajı insanlardan daha yüksektir ve akım yolu göğsü yakalar. Bu sebeplerden dolayı, adım gerilimi ile hasara karşı daha hassastırlar.

Adım voltajı, akımın hasarlı bir elektrik tesisatından toprağa aktığı nokta etrafında oluşur. En büyük değer geçiş noktasının yakınında ve en küçüğü 20 m'den daha fazla bir mesafede, yani topraktaki mevcut yayılma alanını sınırlayan sınırların ötesinde olacaktır.

Toprak elektrodundan 1 m mesafede gerilim düşümü toplam gerilimin %68'i, 10 m mesafede - %92, 20 m mesafede ise noktaların potansiyelleri pratikte uygulanabilecek kadar küçüktür. sıfıra eşit olmak

Toprak yüzeyinin bu noktaları, mevcut yayılma bölgesinin dışında kabul edilir ve "zemin" olarak adlandırılır.

Buna maruz kalan kişi düşerse, adım stresi tehlikesi artar. Ve sonra, mevcut yol artık bacaklardan değil, tüm vücuttan geçtiği için adımın gerilimi artar.

Basamak stresinin etkisiyle insanlarda yaralanma vakaları nispeten nadirdir. Örneğin yere düşen bir telin yakınında meydana gelebilirler (böyle anlarda, hat kesilmeden önce, insanların ve hayvanların telin düştüğü yere yaklaşmasına izin verilmemelidir). Yıldırım çarpması sırasındaki en tehlikeli adım voltajı.

Adım voltajı bölgesine girdikten sonra, küçük adımlarla iddia edilen topraklama hatasının olduğu yerin tersi yönde ve özellikle yerde yatan teli bırakmalısınız.

Elektrik çarpması sonucunda bir kişiye elektrik çarpması vakalarının tümü, en az iki noktaya dokunmanın sonucudur. elektrik devresi arasında bir potansiyel fark vardır. Böyle bir dokunuşun tehlikesi, büyük ölçüde elektrik şebekesinin özelliklerine ve içine bir kişiyi dahil etme şemasına bağlıdır. Bir kişiden geçen akımı /h belirleyerek, bu faktörler dikkate alınarak, yaralanma riskini azaltmak için uygun koruyucu önlemler seçilebilir.

Bir kişinin akım devresine iki fazlı dahil edilmesi (Şekil 8.1, a). Oldukça nadiren meydana gelir, ancak tek fazlı olana kıyasla daha tehlikelidir, çünkü belirli bir ağdaki en yüksek voltaj vücuda uygulanır - doğrusal ve bir kişiden geçen akım gücü, A, ağa bağlı değildir. devre, nötr modu ve diğer faktörler, t e.

ben = Ul/Rch = √ 3Uf/Rch,

nerede Ul ve Uf - doğrusal ve faz voltajı, V; Rh - insan vücudunun direnci, Ohm (hesaplamalarda elektrik tesisatı kurulum kurallarına göre, Rh 1000 Ohm'a eşit alınır).

Örneğin, bir binanın girişinde yanmış bir sigortayı değiştirirken, lastik kırılmalı dielektrik eldivenler kullanırken, bir kaynak transformatörünün korumasız terminallerine bir kablo bağlarken, voltajı kesmeden elektrikli ekipmanla çalışırken iki fazlı temas durumları meydana gelebilir. , vesaire.

Tek fazlı anahtar. Bir kişiden geçen akımı etkileyen çeşitli faktörler, iki fazlı dokunmaya kıyasla yaralanma riskini azaltır.

Pirinç. 8.1. Bir kişinin üç fazlı bir akım ağına olası dahil edilmesi için şemalar:

a - iki fazlı dokunuş; b - topraklanmış nötr ile bir ağda tek fazlı temas; c - izole nötr olan bir ağda tek fazlı kontak

Topraktan izole edilmiş tek fazlı iki telli bir ağda, tellerin yalıtım direnci toprağa eşitse, bir kişiden geçen akım, A, r1 \u003d r2 \u003d r, formülle belirlenir.

Ih \u003d U / (2Rh + r),

U, şebeke gerilimi, V; r - yalıtım direnci, Ohm.

r1 = r2 = r3 = r'de izole edilmiş bir nötre sahip üç telli bir ağda, akım temas noktasından insan vücudu, ayakkabılar, zemin ve kusurlu yalıtım yoluyla diğer fazlara akacaktır (Şekil 8.1, b). Daha sonra

Ich \u003d Yukarı / (Ro + r / 3),

burada Ro toplam dirençtir, Ohm; RO = Rch + Rop + Rp; Rob - ayakkabı direnci, cm: lastik ayakkabılar için Rob ≥ 50.000 Ohm; Rn - zemin direnci, Ohm: kuru bir ahşap zemin için, Rp \u003d 60.000 Ohm; d - kabloların yalıtım direnci, Ohm (PUE'ye göre, 1000 V'a kadar gerilime sahip ağ bölümünün fazı başına en az 0,5 MΩ olmalıdır).

Üç fazlı dört telli ağlarda akım bir kişiden, ayakkabılarından, zeminden, nötr toprak kaynağından ve nötr telden geçecektir (Şekil 8.1, c). Bir kişiden geçen akımın gücü, A,

Ih \u003d Uf (Ro + Rn),

burada RH, nötr topraklama direncidir, Ohm. RH direncini ihmal ederek şunu elde ederiz:

Tarım işletmelerinde, 1000 V'a kadar gerilime sahip, sağlam bir şekilde topraklanmış nötre sahip dört telli elektrik şebekeleri esas olarak kullanılır.Avantajları, iki çalışma gerilimi elde etmek için kullanılabilmeleridir: doğrusal Ul = 380 V ve faz Uf = 220 V. Bu tür ağlar, tel yalıtımının kalitesi için yüksek gereksinimlere tabi değildir ve ağın büyük bir dallanmasıyla kullanılırlar. 1000V'a kadar olan voltajlarda, izole nötrlü üç telli bir ağ biraz daha az sıklıkla kullanılır - tellerin yalıtım direnci yüksek bir seviyede tutulursa daha güvenlidir.

Dokunma gerilimi. Enerjili elektrik tesisatları veya ekipmanların metal parçaları ile temas sonucu oluşur.

adım gerilimi. Bu gerilim, kişi ayakların bulunduğu yönde yürürken ayakların bulunduğu, toprak elektrodundan veya yere düşen telden gelen akım yayılma alanının noktalara konumlandırıldığında insan vücudundaki Ush voltajıdır. toprak elektrodu (tel) veya ondan uzağa (Şek. 8.2).

Bir bacak toprak elektrodunun merkezinden x mesafesindeyse, diğeri x + a mesafesinde, burada a adım uzunluğudur. Genellikle hesaplamalarda \u003d 0,8 m alır.

Maksimum Voltaj bu durumda toprağa olan akımın kısa devre olduğu noktada oluşur ve buradan uzaklaştıkça hiperbol yasasına göre azalır. Kısa devrenin olduğu yerden 20 m mesafede toprak potansiyelinin sıfıra eşit olduğuna inanılmaktadır.

Kademe gerilimi, V,

Pirinç. 8.2. Adım geriliminin oluşum şeması

Küçük bir kademeli voltajda bile (50 ... 80 V), bacak kaslarında istemsiz bir kasılma meydana gelebilir ve sonuç olarak bir kişi yere düşebilir. Aynı zamanda, aralarındaki mesafe adım uzunluğundan daha büyük olan elleri ve ayakları ile aynı anda yere dokunur, böylece hareket eden voltaj artar. Ek olarak, bir kişinin bu pozisyonunda, hayati organları etkileyen akımın geçişi için yeni bir yol oluşur. Bu, gerçek bir ölümcül yenilgi tehdidi yaratır. Adım uzunluğu azaldıkça, adım voltajı azalır. Bu nedenle, adım voltajının etki alanından çıkmak için, kişi bir ayak veya iki kapalı ayak üzerinde zıplayarak veya mümkün olduğunca kısa adımlarla hareket etmelidir (ikinci durumda, voltaj 1'den fazla olmamalıdır). 40 V kabul edilebilir olarak kabul edilir).

1) İyi yalıtımlı izole edilmiş bir nötre sahip bir ağ kablosuyla tek fazlı kontak (Şek. 1):

Şekil 1 - Bir kişinin elektrik şebekesine tek fazlı dahil edilmesi.

Kişiden geçen akım I h, iyi durumda büyük bir yalıtım direnci R çıkışına sahip olan ağın tellerinin yalıtımı yoluyla akım kaynağına geri döner. 1000V'a kadar R çıkışı 0,5 MΩ veya daha fazladır. İnsan vücudundan geçen akım şu ifade ile belirlenir:

(1)

burada R h insan vücudunun direncidir, hesaplamalarda 1000 ohm alınır;

R out - fazların zemine göre yalıtım direnci;

U f - faz voltajı

Ayakkabıların R direnci ve insan vücudunun R h direnci ile seri olarak bağlanan zemin R p dikkate alındığında, kişiden geçen akım şuna eşit olacaktır:

(2)

2) Topraklanmış nötr ağ kablosuyla tek fazlı kontak (Şek. 2):

Şekil 2 - Topraklanmış nötr ağ ile tek fazlı kontak

Bir insandan geçen akımın büyüklüğü sadece insan vücudunun direnci ile belirlenir, telin izolasyon direncinin değerleri insan vücudundan geçen akımı etkilemez.

, (3)

burada R 0, nötr topraklama direncidir. Ul = 380 V R 0'da 4 0 m'yi geçmez, bu durumda hesaplamalarda ihmal edilebilir. Bu durumda zeminin ve ayakkabıların direnci insan güvenliğinde büyük rol oynar çünkü. seri halinde bir kişi ile seri olarak bağlı.

(4)

R p \u003d 0 ve R yaklaşık \u003d 0 olduğunda

ben h = = 0,22 A = 220 mA> 100 mA >> 10 mA ,

çok tehlikeli!

Bir faz toprağa kısa devre yaptığında, nötrü izole edilmiş bir ağ (Şek. 4), topraklanmış olandan daha tehlikelidir (Şek. 5). İzole nötrlü bir ağda, insan vücudundan geçen akım miktarını belirleyen voltaj U l olduğundan ve topraklanmış nötrlü bir ağda, içinde bulunur:

U l >U pr >U f

Şekil 4 - İzole nötr ile ağ

ben h= , (7)

R h, insan vücudunun direncidir;

R zm - toprak fazı kapatma direnci

Normal şartlarda enerji verilmemesi gereken ekipmanın gövdesinde faz arızası olması durumunda, bu ekipmanla çalışan kişi tek fazlı dokunmatik moddadır. Yenilgiden korunmak için Elektrik şoku ile çevrimiçi izole nötr kullanılır koruyucu topraklama (Şek. 6).

Şekil 5 - Topraklanmış nötr ile ağ

Koruyucu toprak

Gerilim altındaki bölümlerin yalıtımının ihlali durumunda insanların güvenliğini sağlamak için koruyucu topraklama yapılır. Topraklama, eyleme karşı koruma sağlamak için de kullanılır. atmosferik elektrik elektrikli ekipman, binalar ve yapılar.

Koruyucu topraklama, ekipmanın normalde enerji verilmeyen ancak elektrik tesisatlarının yalıtımının ihlali nedeniyle enerjilenebilecek metal parçalarının toprağa veya eşdeğerine kasıtlı olarak bağlanmasıdır.

Koruyucu topraklamanın etkisi, enerji verilen ekipman çerçevesi ile toprak arasındaki voltajı güvenli bir değere düşürmesidir.

Bunu izole edilmiş nötrlü bir ağ örneğini kullanarak açıklayalım (Şekil 6). Elektrikli ekipmanın gövdesi topraklanmamışsa ve faz ile temas halindeyse, bir kişinin böyle bir gövdeye dokunması tek fazlı açma ile eşdeğerdir. Şasi topraklanmışsa, şasinin yere düşme potansiyeli güvenli bir şekilde düşük bir değere düşer.

Şekil 6 - Koruyucu topraklama

Elektrik tesisatlarının, mahfazaların metal aksamlarının topraklanması gerekmektedir. elektrikli makineler, transformatörler, cihazlar, lambalar, sürücüler elektrik aparatı, ikincil sargılarölçüm transformatörleri, pano çerçeveleri, kontrol panelleri, dolaplar vb.

Koruyucu topraklama, izole nötr ile 1000 V'a kadar gerilime sahip üç fazlı üç telli ağlarda ve herhangi bir nötr modla 1000 V ve üzeri gerilime sahip ağlarda kullanılır (Şekil 3.18).