Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Ю.М. Воздвиженский, Н.А. Короткова, Е.Н. Костромина,

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

___________________________________________________________________________

 

Ю.М. Воздвиженский, Н.А. Короткова, Е.Н. Костромина,

С.А. Овчинников, Г.И. Бучин

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СВЯЗИ

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

УДК 574 (075.8)

ББК Е081я73

Б40

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом

СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

 

Рецензент

руководитель Базового органа по сертификации работ по охране труда

в организациях ВЦНИИМФ, кандидат медицинских наук

М.О. Соколов

 

 

  Б40 Воздвиженский, Ю.М. Безопасность жизнедеятельности на предприятиях связи : учебное пособие / Ю.М. Воздвиженский, Н.А.Короткова, Е.Н. Костромина, С.А. Овчинников, Г.И. Бучин; ГОУВПО СПбГУТ. – СПб., 2009. – 100 с.
   
  Состоит из двух частей: «Электробезопасность на предприятиях связи» и «Производственная среда на предприятиях связи». В первой рассматриваются общие вопросы электробезопасности, способы и средства защиты человека от возможного поражения электрическим током. Во второй – вопросы работоспособности человека и ее зависимость от таких факторов производственной среды, как освещение, шумы, электромагнитные, оптические и ионизирующие излучения, а также рассмотрены вопросы пожарной безопасности на предприятиях связи. В конце каждого раздела предлагаются контрольные вопросы для самостоятельной работы студентов. Предназначено для студентов всех технических специальностей очного, вечернего и заочного обучения. Может быть использовано при написании дипломных проектов и работ.

УДК 574 (075.8)

ББК Е081я 73

 

 

ã Воздвиженский Ю.М., Короткова Н.А.,

Костромина Е.Н., Овчинников С.А., Бучин Г.И., 2009

 

ã Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

университет телекоммуникаций

им. проф. М. А.Бонч-Бруевича», 2009

ВВЕДЕНИЕ

 

В начале 90-х гг. ХХ в. в России сформировалось научное направление «Безопасность жизнедеятельности человека». Эта область знаний занимается изучением, предупреждением, оценкой возможностей возникновения опасностей для жизни и здоровья человека, а также обеспечением его безопасности на производстве в штатных и чрезвычайных ситуациях. Важным аспектом научных исследований и практической деятельности в области БЖД является анализ и оценка опасных и вредных факторов, сопровождающих ту или иную деятельность человека.

Нужны ли современному специалисту знания о том, какие факторы определяют условия труда на его рабочем месте и как они влияют на его здоровье и работоспособность? Безусловно. Каждый работник должен получить на предприятии полную информацию об условиях труда, степени их вредности, возможных неблагоприятных последствиях для здоровья, режимах труда и отдыха, медико-профилактических мероприятиях, мерах по сокращению контакта с опасными и вредными факторами.

За последние годы представления об охране труда претерпели значительные изменения. Идея необходимости обеспечения безопасности производства и охраны здоровья работников была сформулирована еще в 1966 г. в ст. 7 «Международного пакта об экономических, социальных и культурных правах». Этот пакт впервые отметил право каждого человека на благоприятные условия труда, что непосредственно вытекает из ст. 23 «Всеобщей декларации прав человека» (1948 г.). В Декларации говорится о правах каждого работника на «труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и здоровья».

На современном этапе отправной точкой при определении охраны труда стали не сами условия, а жизнь и здоровье человека, что закреплено в новом Трудовом кодексе РФ. «Одним из основных направлений государственной политики в области охраны труда является обеспечение приоритета сохранения жизни и здоровья работников», – говорится в ст. 210 Трудового кодекса. В этом же документе охрана труда определена как система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Трудовой кодекс требует от работодателя индивидуального подхода к обеспечению условий труда работников организации, т. е. учета их состояния здоровья, физических, физиологических, психологических и других особенностей, что способствует их эффективной работе.

В этом случае в выигрыше оказываются все. Работник получает достойные условия труда, не нарушающие его здоровье и одновременно позволяющие наилучшим образом проявить себя в работе. Работодатель таким образом сокращает затраты на оплату больничных листов, а также на привлечение и обучение новых работников, снижает вероятность отгулов и текучесть кадров. Состояние охраны труда работника, степень обеспечения безопасности трудовой деятельности, здоровья и работоспособности – важный социальный и экономический показатель качества работы предприятия. Хорошие условия труда выгодны каждому работодателю. Снижение риска означает снижение затрат. Несчастные случаи на производстве дорого обходятся предпринимателю, и об этом надо знать.

Обратимся к некоторым определениям.

Безопасность жизнедеятельности на предприятиях – это такая организация труда, при которой отсутствует риск нанесения ущерба здоровью и жизни человека. Объектом изучения профессиональных рисков является рабочее место человека. Именно здесь на работника могут воздействовать с различной долей вероятности факторы риска химической, физической и биологической природы, а также тяжесть и напряженность труда.

Безопасными называются условия труда, при которых воздействие на работника вредных или опасных производственных факторов исключено или уровни их воздействия не превышают установленные нормативы. При этом следует исходить из тезиса принципиальной невозможности исключения профессионального риска на производстве.

Безопасность жизнедеятельности тесно связана с охраной труда.

Охрана труда – это система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические и другие мероприятия. Охрана труда использует достижения в таких областях научных исследований, как гигиена труда, промышленная санитария, техника безопасности, эргономика.

Гигиена труда – это система обеспечения здоровья работающих в процессе трудовой деятельности.

Промышленная санитария – это комплекс мероприятий, целью которых является доведение до приемлемого уровня риска воздействия на работника неблагоприятных условий производственной среды.

Негативные факторы трудового процесса приводят к снижению трудоспособности и ухудшению качества выпускаемой продукции.

Длительное воздействие неблагоприятных условий труда может привести к нарушению здоровья работающего, развитию профессионального заболевания или инвалидности.

Эргономика – это наука, изучающая человека в условиях производства в целях оптимизации условий, орудий и процессов труда с учетом возможностей и способностей человека осуществлять ту или иную деятельность. Основным объектом исследования эргономики является система «человек–машина–среда».

Техника безопасности – это комплекс средств и мероприятий, внедряемых в производство в целях создания здоровых и безопасных условий труда. Техника безопасности содержит требования, выполнение которых должно обеспечить необходимый уровень безопасности предприятия в целом, отдельных его помещений, оборудования и других элементов производственной инфраструктуры.

Понятие об опасных и вредных производственных факторах является центральным в охране труда и требует своего дальнейшего развития в связи с изменением характера труда, возникновением проблем защиты человека от утомления, связанного с увеличением психической нагрузки. Идентификация опасностей на рабочем месте – это не только процесс выявления опасных и вредных факторов, воздействующих на человека в процессе труда, но также анализ комплексного учета совокупного влияния различных вредных факторов.

Итак, на человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы.

Вредный производственный фактор– фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности. Вредный производственный фактор в зависимости от интенсивности и продолжительности воздействия может стать опасным.

Опасный производственный фактор – фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.

Как известно, охрана труда является комплексной проблемой, поэтому для оценки ее состояния необходим обобщенный комплексный показатель, учитывающий сложные взаимодействия человека с производственной средой в процесс труда.

При формировании комплексного показателя состояния охраны труда необходимо учитывать две группы свойств, характеризующих принципиально различную природу возникновения импульсной и кумулятивной опасностей. Импульсная случайная опасность реализуется практически мгновенно в случайные моменты времени и приводит, как правило, к травме – это опасный производственный фактор. Он характеризует потенциальную травмоопасность на рабочем месте. Кумулятивная (накапливающаяся) опасность реализуется на протяжении всего производственного процесса. Она приводит к заболеваниям, неблагоприятным изменениям в организме, преждевременному утомлению. Следует учитывать, что состояние утомления существенно повышает вероятность совершения ошибки, а значит, увеличивает производственный риск, опасность возникновения неблагоприятной ситуации на производстве.

Проблема определения опасных и вредных факторов на каждом рабочем месте, измерение их значений, сопоставление этих значений с нормативными данными, определение уровня профессионального риска – это задача специальных служб организации.

Вместе с тем, отсутствие у работающего необходимых знаний о факторах, формирующих условия труда на его рабочем месте, их физической природе, влиянии на здоровье часто приводит к беде, а именно к профессиональным заболеваниям, травмам и т. п.

Знание принципов нормирования опасных и вредных факторов, общих механизмов воздействия их на организм человека, наличие навыков измерения их значений – это элемент культуры современного специалиста. Очевидно, что перечень опасных и вредных факторов на рабочем месте зависит от специфики отрасли, производства. В отрасли связи существует своя специфика опасных и вредных факторов.

Следует отметить, что методы измерения и контроля факторов рабочей среды, принципы нормирования универсальны для всех отраслей, но сами факторы для каждого рабочего места – свои. Принципы нормирования факторов основаны на медико-биологических исследованиях степени неблагоприятного влияния различных факторов на организм человека. На основе этих исследований разработана Гигиеническая классификация условий труда по степени опасности и вредности. В соответствии с этой классификацией каждое рабочее место должно быть отнесено к одному из четырех классов:

1-й класс – оптимальные условия труда, т. е. такие условия, при которых сохраняется здоровье работающих и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности;

2-й класс – допустимые условия труда, т. е. такие условия, при которых факторы среды и трудового процесса не превышают установленных гигиенических нормативов, а возможные изменения функционального состояния работающего восстанавливаются, например, во время регламентированных перерывов или к началу следующего рабочего дня. Допустимые условия труда можно отнести к безопасным;

3-й класс – вредные условия труда, характеризующиеся наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное воздействие на работающего;

4-й класс – опасные (экстремальные) условия труда, которые характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных заболеваний и травм.

Почему любому работающему необходимо знать о принципах гигиенической классификации условий труда на рабочем месте? Дело в том, что гигиенические критерии оценки и классификации условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса дают основания для определения регламентированных перерывов, выделения средств индивидуальной защиты (СИЗ), различных льгот (сокращение времени работы, увеличение отпуска и др.)

Так, например, в тех случаях, когда по обоснованным технологическим причинам работодатель не может в полном объеме обеспечить соблюдение гигиенических нормативов на рабочих местах, работникам может быть разрешено работать в этих условиях только при обязательном использовании СИЗ и ограничении времени воздействия на них вредных производственных факторов (защита временем).

Знание о своих правах на работу в достойных условиях, о компенсациях за несоответствие условий труда существующим требованиям – обязательный элемент в образовании современного специалиста.

 

Авторы выражают глубокую признательность заведующему лабораторией кафедры ЭиБЖД В.К. Иванову за помощь в компьютерном оформлении иллюстративного материала пособия.

 

 

Часть 1

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СВЯЗИ

Примечания.

1. Сети с изолированной нейтралью в основном нашли применение только на кораблях.

2. Режим работы нейтрали определяет энергосбытовая организация. Практически все узлы связи питаются от сети с глухозаземленной нейтралью.

В 3-фазных сетях с изолированной нейтралью величина тока Iч, протекающего через тело человека, прикоснувшегося к фазному проводу, зависит от напряжения сети, сопротивления изоляции RA, RB, RC и емкости СA, СB, СC фазных проводов относительно «земли». Емкость фазных проводов относительно «земли» определяется удельным сопротивлением диэлектриков, длиной проводов и конструкцией сети (воздушные или кабельные линии электропередачи).

При анализе опасности поражения человека электрическим током различают сети, в которых емкость мала и не оказывает влияния на величину поражающего тока, и сети, в которых емкость оказывает влияние на опасность поражения человека.

К электрическим сетям с малой емкостью (напряжение до 1000 В) относятся:

воздушные линии электропередачи практически любой длины;

кабельные линии электропередачи до 1 км.

Так как емкость сети относительно «земли» мала, то в расчетах она не учитывается.

К электрическим сетям с большой емкостью относятся:

кабельные линии электропередачи с напряжением до 1000 В и длиной более 1 км;

кабельные и воздушные линии электропередачи с напряжением выше 1000 В при любой их протяженности.

 

Однополюсное прикосновение человека к неповрежденной сети

с изолированной нейтралью и малой емкостью

относительно «земли» (рис. 7)

Прикосновение к одной из фаз, например фазе С, создает электрическую цепь замыкания тока через тело человека, «землю» и сопротивления изоляции фаз А и В. До прикосновения человека к фазе С, при равенстве сопротивлений изоляции фаз RA = RB = RC , протекающие через эти сопротивления токи утечки равны между собой, т. е. IA = IB = IC. В этом случае имеют место уравнения:

UA = IA · RA; UB = IB · RB; UC = IC · RC,

где UA, UB, UC – напряжения фазных проводов относительно «земли».

Рис. 7. Однополюсное прикосновение человека к неповрежденной сети с изолированной нейтралью и малой емкостью относительно «земли»

В случае прикосновения человека к фазе С сопротивление этой фазы относительно «земли» уменьшается (параллельное включение сопротивления тела человека и сопротивления изоляции фазного провода С относительно «земли») и приближается к сопротивлению тела человека, нарушается симметрия системы и происходит перераспределение фазных напряжений по отношению к «0» (рис. 4, б). Из векторной диаграммы видно, что напряжение фазы С уменьшается, а напряжения фаз А и В увеличиваются. Нулевая точка источника питания перемещается из точки «0» в точку «01». Учитывая, что фазные напряжения равны между собой, напряжение в точке «0 – 01» определяется по формуле

U01 = UC Rи / (3Rч + Rи)

и ток, протекающий через тело человека, определяется по формуле

Iч = 3UC /(3Rч + Rи),

где Rи – сопротивление изоляции фазных проводов относительно «земли».

Так как UC = Uф, ток, протекающий через тело человека, будет определяться по формуле

Iч = 3Uф /(3Rч + Rи).

Итак, в случае прикосновения к одному из фазных проводов 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью человек находится под защитой изоляции фазных проводов относительно «земли». При хорошей изоляции проводов прикосновение человека к одной из фаз в сетях с изолированной нейтралью и напряжением до 1000 В практически считается безопасным. Но в процессе эксплуатации изоляция токоведущих частей может понизиться и оказаться в аварийном состоянии. В этом случае опасность поражения человека электрическим током резко возрастает.

Однополюсное прикосновение человека к 3-фазной сети

с изолированной нейтралью при замыкании одной из фаз

на «землю» (рис. 8)

Рис. 8. Однополюсное прикосновение человека к 3-фазной сети с изолированной нейтралью при замыкании одной из фаз на «землю»

В случае замыкания одного из проводов на «землю», например фазы «В», человек, касаясь неповрежденной фазы, практически попадает под линейное напряжение Uл (UBC), поэтому ток Iч, проходящий через его тело, определяется по формуле

Iч = Uл / Rч.

Защитную роль в данном случае могут сыграть сопротивления обуви Rо и пола Rп. С учетом этих сопротивлений ток Iч, проходящий через тело человека, определяется по формуле

Iч = Uл / (Rч + Rо + Rп).

Двухполюсное прикосновение человека к 3-фазной сети

с изолированной нейтралью (рис. 9)

  Рис. 9. Двухполюсное прикосновение человека к 3-фазной сети с изолированной нейтралью

Величина тока, протекающего через тело человека, определяется только линейным напряжением, под которое попадает человек, и определяется по формуле

Iч = Uл / Rч.

В этом случае параметры сети, кроме напряжения, определяющего величину силы тока, протекающего через тело человека, на безопасность влияния не оказывают.

 

Выводы

1. Наиболее опасным является двухполюсное прикосновение, при котором независимо от режима нейтрали человек оказывается под линейным напряжением. В этом случае сопротивления изоляции фазных проводов, пола и обуви, режима работы нейтрали не оказывают защитного действия.

2. При однополюсном прикосновении к сети с заземленной нейтралью и при исправной изоляции фаз человек практически всегда оказывается под фазным напряжением.

3. При однополюсном прикосновении человека к сети с изолированной нейтралью опасность прикосновения определяется параметрами связи сети с «землей». Напряжение прикосновения, воздействующее на человека, изменяется от нуля в случае идеальной изоляции фазных проводов и малой емкости относительно «земли» до линейного напряжения в случае замыкания одной из фаз на «землю».

4. Для обеспечения электробезопасности рекомендуется применять сети:

с изолированной нейтралью в коротких и мало разветвляемых сетях, позволяющих вести постоянный контроль и надзор за электрооборудованием и обеспечивать высокий уровень сопротивления изоляции токонесущих проводов относительно «земли»;

с глухозаземленной нейтралью в длинных разветвленных линиях электропередачи, в которых сложно обеспечить постоянный контроль за состоянием изоляции.

5. В 5-проводных сетях с нулевым рабочим N (нейтральным) и защитным РЕ проводниками всегда необходимо заземлять нейтраль.

Контрольные вопросы

1. Характеристика электрических сетей с напряжением до 1000 В.

2. Векторные диаграммы напряжений 3-фазных сетей переменного тока.

3. Опасности, возникающие в результате воздействия электрического тока на человека.

4. Электрическое сопротивление тела человека.

5. Что понимают под линейным и фазным напряжениями? Какая зависимость существует между ними?

6. Какие сети переменного тока называют ТN, IT, TT (прил. 2)? Какую задачу выполняют нулевой защитный PE и нулевой рабочий N проводники?

7. От каких факторов зависит опасность поражения человека электрическим током?

8. Какова величина сопротивления тела человека и от чего она зависит?

9. Какой величины ток считается опасным для жизни человека?

10. Как меняется опасность поражения человека электрическим током в зависимости от его частоты?

11. Какие напряжения считаются допустимыми для жизни человека?

12. Причины, вызывающие поражение человека электрическим током.

13. От каких факторов зависит опасность поражения человека электрическим током при прикосновении к 3-фазной сети?

14. Как определяется величина тока, протекающего через тело человека, при однополюсном прикосновении:

к сети 3-фазного тока с изолированной нейтралью;

к сети 3-фазного тока с глухозаземленной нейтралью?

15. В каких сетях и почему сопротивление изоляции проводов относительно «земли» не защищает человека от поражения электрическим током?

16. Дайте определение величины тока, проходящего через тело человека, при замыкании одной из фаз на «землю» (аварийный режим).

 

 

Примечания.

1. Защита от косвенного прикосновения выполняется всегда, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока.

2. Для защиты от косвенного прикосновения к заземленной электроустановке в 3-фазной сети переменного тока с заземленной нейтралью должно быть применено устройство автоматического отключения.

3. Устройство автоматического (защитного) отключения (УЗО) – это быстродействующая защита, реагирующая на замыкание фазы на «землю», на корпус аппаратуры. УЗО должно срабатывать в течение 0,05–0,2 с. Применяется как самостоятельное средство защиты и в комплексе с заземлением и занулением электроустановок. При этом должно выполняться условие

Rз · IУЗО < 50 В,

где IУЗО – ток срабатывания УЗО, Rз – суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего устройства.

При применении системы УЗО должна быть выполнена система выравнивания потенциалов.

 

НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ.

ШАГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Напряжение прикосновения

Пробой изоляции электрических проводов, замыкание токонесущих конструкций на «землю», сопровождается протеканием через нее аварийного тока Iзм. Пространство вокруг заземлителя, где проходит ток замыкания, называется зоной растекания тока или «локальной землей» (рис. 14).

Ток, стекая с заземлителя, растекается на значительные расстояния и обусловливает разность потенциалов между отдельными точками на поверхности «земли». Заземлителем может быть любой металлический предмет (труба, стержень, пластина, место падения провода на поверхность земли и пр.), потому что сечение проводник – «земля» настолько велико, что оно почти не оказывает сопротивления прохождению электрического тока.

Рис. 14. Растекание тока в «земле»: а) вокруг полушарового заземлителя;

б) по кривой, характеризующей напряжение «шага» (шаговое напряжение)

 

Выберем в зоне растекания точку А, находящуюся на расстоянии x1 от центра заземлителя, и определим ее потенциал (рис. 14, а).

Известно, что величина плотности тока δ уменьшается по мере растекания его в земле и равна

δ = Iзм /(2π · x12),

где Iзм – ток замыкания на «землю», А; x1 –расстояние от центра заземлителя до рассматриваемой точки А, м.

Падение напряжения Е на единицу длины пути составляет

Е = δ · ρ,

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом м.

Выделим в «земле» элементарный шаровой слой dx, падение напряжения на котором определяется как

dU = E · dx = δ · ρ · dx = (Iзм · ρ) / (2πx2) dx.

В точке В (рис. 14, а), бесконечно удаленной от заземлителя, плотность тока равна нулю, а поэтому и потенциал в точке В будет равен нулю.

Разность потенциалов между двумя точками, находящимися на поверхности «земли» – точкой А и бесконечно удаленной от нее точкой В, потенциал которой равен нулю (рис. 14, а), определяется по формуле

φА = UA = dU = Iзм · ρ / 2π dx / x2 = Iзм · ρ / 2πx1.

Напряжение между заземленной частью электроустановки (корпусом, заземлителем) и точками «земли», находящимися в зоне растекания тока, называется напряжением относительно «земли» Uз. Отношение напряжения Uз к току Iзм, протекающему через заземлитель в «землю», называется сопротивлением заземлителя RТ1 и определяется по формуле

RТ1 = Uз / Iзм или Uз = Iзм · RТ1.

Если в электроустановке произошел пробой изоляции на корпус, присоединенной к заземлителю Т1, то все установки и электрооборудование, имеющие гальваническую связь с этим корпусом, приобретают потенциал относительно «земли», равный потенциалу заземлителя φТ1 = Iзм · RТ1.

Руки человека при прикосновении к корпусу электроустановки приобретают потенциал заземлителя φТ1. Одновременно с прикосновением рук к корпусу электроустановки ноги человека касаются точек почвы с другим потенциалом φнч (потенциал ног человека), величина которого зависит от расстояния между этими точками и заземлителем. В результате между рукой и ногами человека возникает разность потенциалов, которая называется напряжением прикосновения Uпр = φТ1 – φнч.

Итак, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя проводящими частями при одновременном прикосновении к ним человека, а также напряжение между открытой проводящей частью, к которой прикасается человек, и местом на поверхности «локальной земли» или проводящего пола, на котором стоит человек (ГОСТ Р 50571).

Примечание. «Локальная земля» – часть «земли», находящейся в контакте с заземлителем, электрический потенциал которой под влиянием тока, стекающего с заземлителя, может быть отличным от нуля. В случаях, когда отличие от нуля потенциала части «земли» не имеет принципиального значения, вместо термина «локальная земля» используют общий термин «земля».

 

Напряжение прикосновения в 3-фазной сети переменного тока

с заземленной нейтралью и изолированным от «земли»

корпусом электроустановки (рис. 15)

 

Рис. 15: а) прикосновение человека к корпусу электроустановки в сети

с заземленной нейтралью и изолированным от «земли» корпусом;

б) эквивалентная схема

 

При рассмотрении сети 3-фазного переменного тока с заземленной нейтралью и изолированным от «земли» корпусом электроустановки при замыкании одной из фаз на корпус видно, что сопротивление тела человека Rч включено последовательно с сопротивлением защитных средств Rзс (Rзс = Rо + Rп, где Rо и Rп – сопротивления обуви и пола), заземлителя RT (рис. 15, б) и может быть определено по формуле

Uпр = Uф Rч / (Rч + Rзс + RT).

Если предположить, что сопротивление изоляции защитных средств равно нулю, сопротивление тела человека Rч намного больше сопротивления заземлителя RT и напряжение прикосновения Uпр становится равным или стремится к фазному напряжению Uф. Следовательно, в этом случае имеем Uпр = Uф.

Напряжение прикосновения в 3-фазной сети переменного тока

с заземленной нейтралью и заземленным корпусом электроустановки (рис. 16)

Защитное заземление предназначено для снижения опасности поражения человека электрическим током в случае его прикосновения к корпусу электроустановки, которая оказалась под током. Поэтому для обеспечения защиты человека от поражения электрическим током корпус установки заземляется через защитное заземление (защитное устройство) Т1 (рис. 16, а).

Из схемы видно, что в случае замыкания фазы на заземленный корпус электроустановки возникает ток короткого замыкания Iкз (аварийный ток IАВ). В результате, с учетом закона Кирхгофа, ток будет протекать по двум цепям:

фаза «А» – корпус установки – защитное устройство (защитное заземление) Т1 – «земля» – заземление нейтрали Т – нуль источника;

фаза «А» – корпус установки – человек Rч – «земля» – заземление нейтрали нулевой точки источника питания Т – нуль источника питания.

 

Рис. 16: а) прикосновение человека к заземленному корпусу

электроустановки в сети с заземленной нейтралью; б) эквивалентная схема

 

С учетом того, что сопротивление тела человека Rч намного выше сопротивления защитного заземления Т1, ток короткого замыкания определяется по формуле

Iкз = Uф / (RТ1 + RТ).

Из эквивалентной схемы (рис. 16, б) видно, что имеет место делитель напряжения RТ1... RТ. Так как сопротивление тела человека Rч намного больше сопротивления защитного заземления RТ1, то в этом случае большая часть тока будет проходить по цепи RТ1... RТ и меньшая – через тело человека. Поэтому напряжение, падающее на сопротивлении RТ1, и является напряжением прикосновения Uпр, которое определяется по формуле

Uпр = (Uф · RТ1) / (RТ1 + RТ).

Если имеет место равенство защитных заземлений RТ1 = RТ, то напряжение прикосновения определяется как Uпр = Uф / 2, т. е. оно всегда будет выше 50 В. Так как сопротивление защитного заземления RТ1, как правило, выше сопротивления заземления нейтрали 3-фазной сети переменного тока RТ, то и падение напряжения на сопротивление защитного заземления будет всегда больше половины фазного напряжения, т. е. Uпр будет равно примерно 110 В, что является опасным для человека. Итак, в штатных условиях при работе с электроустановками, подключенными к 3-фазной сети переменного тока с заземленными нейтралью и корпусом установки, имеет место следующее соотношение:

RТ RТ1, RТ1>>Rч, т. е. RТ / RТ1 1, RТ / Rч = 0,

и тогда напряжение прикосновения Uпр будет примерно равно половине фазного напряжения, т. е. напряжение прикосновения превышает 50 В.

В 3-фазных сетях переменного тока с изолированной нейтралью (сопротивление заземления нейтрали RТ стремится к бесконечности) напряжение прикосновения Uпр стремится к нулю, так как имеет место делитель напряжения RТ1... Rиз, а сопротивление изоляции проводов относительно «земли» во много раз превышает сопротивление защитного устройства RТ1.

Если сопротивление защитного заземления электроустановки RТ1 стремится к бесконечности, т. е. корпус установки не заземлен, сопротивление заземления нейтрали 3-фазной сети существенно меньше сопротивления тела человека Rч, то можно считать, что напряжение прикосновения Uпр стремится к напряжению фазы Uф, т. е. Uпр Uф. Такое напряжение прикосновения является опасным для человека. .

 

Напряжение прикосновения в 3-фазной сети переменного тока

с изолированной нейтралью и заземленным корпусом электроустановки (рис. 17)

 

В случае пробоя фазы на заземленный корпус электроустановки, допустим фазы А, в 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью в результате короткого замыкания фазы на корпус возникает аварийный ток Iав. Если заменить параллельно подключенные к проводу А сопротивление заземляющего устройства электроустановки RТ и сопротивление тела человека Rч, на эквивалентное сопротивление R1, получим

R1 = RТ · Rч / (RТ + Rч).

Рис. 17. Прикосновение человека к корпусу электроустановки

в 3-фазной сети переменного тока: а) с изолированной нейтралью

и заземленным корпусом; б) эквивалентная схема

 

В результате приходим к эквивалентной схеме (рис. 17, б). В этом случае имеет место равенство

Iч · Rч = Iав · R1,

где Iч – ток, проходящий через тело человека; Iав – аварийный суммарный ток до разветвления цепи. Отсюда следует, что ток, проходящий через тело человека, определяется по формуле

Iч = Iав · R1/ RT.

Известно, что при однополюсном прикосновении человека к фазному проводу в 3-фазной сети с изолированной нейтралью при равенстве сопротивлений изоляции Rи фазных проводов относительно «з

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...