- Какво е “стрес на допир”?
- изчисление
- Единична земя
- Групово заземяване
- измерване
- Мерки за защита
- предотвратяване
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
В процеса на работа с електрически инсталации в електрическата верига е невъзможно напълно да се изключи вероятността от усещане за неговия ефект. Причината може да бъде случаен контакт с тоководещи елементи или косвени фактори. Вече говорихме подробно за една от тях (стъпково напрежение) на страниците на нашия сайт. В тази статия ще разгледаме различен вид непряко въздействие на електрически ток върху човек, наречено напрежение на допир.
Какво е “стрес на допир”?
В електрическата безопасност този термин се отнася до потенциалната разлика между две точки на верига, която се появява, когато човек ги докосне едновременно. Такава ситуация може да възникне в резултат на срив на изолацията на токопренасящите елементи на веригата, тяхното късо съединение върху електропроводимите повърхности, което води до образуване на опасни зони на разпръскване на ток. Контактът с такава повърхност се нарича непряк контакт с корпуса или електрически проводими елементи (в зависимост от електрическото устройство за монтаж).
В такива случаи степента на излагане на електрически ток зависи както от устойчивостта на човешкото тяло (R), така и от величината (U pr ). Да предположим в този случай R = 800 Ω, U pr близо до фазовото напрежение (230 V). Използвайки закона на Ом, е лесно да се изчисли количеството на тока в получената електрическа верига: I pr = U pr / R = 220/800 = 287, 5 mA. Тази стойност е няколко пъти по-висока от допустимите норми.
В повечето случаи индиректният контакт е еднополюсен, т.е. в този случай заплахата носи фаза, а не линейно напрежение, което е 1, 73 пъти по-високо. Но това е лоша утеха, тъй като електрическият удар все още може да бъде фатален.
Опасността от непряк контакт е, че рискът от неговото възникване в повечето случаи не зависи от действията на дадено лице, за разлика от прякото докосване, което може да възникне поради небрежност, в резултат на грешка или неспазване на ТБ.
изчисление
Горният пример (на фиг. 1) е значително опростен, за да се запознаят с основните характеристики на напрежението на допира (U pr ), е необходимо да се разгледа проблемът от гледна точка на защитно заземяване и заземяване. За да направите това, разгледайте примера, показан на фигурата по-долу.
На фигурата са показани три двигателя A, B, C (те могат да бъдат всяка друга електрическа инсталация), които са различни от един заземител D и са свързани с него чрез защитни проводници. Ако в резултат на инцидент фазата на мрежата се затвори на кутията, на него се оформя потенциал, нивото на което на практика ще бъде същото като на заземяващия проводник () см). В същото време, на базата на нея ще се появи зона на разпръскване на ток, чийто потенциал () oc ) зависи от разстоянието от земята (графиката на зависимостта е показана на фигурата).
Ако се докосне корпусът на двигателя B, нивото на контактно напрежение ще се определи по следната формула: U pr = = zm -ⱷ os = * zm * (1-/ os / zm ). В този израз се пренебрегва електрическото съпротивление на почвата, влияещо на разпръскването на базовия ток, като се взема предвид само естеството на потенциалната промяна (потенциална крива - Е). Това ни позволява да разгледаме потенциала на базовата ос като контактен коефициент α = 1 - (ⱷoc / ⱷ zm ) ≤ 1.
Предвид факта, че нивото на напрежението се влияе както от потенциала на заземяващия проводник, така и от коефициента на контакт, очевидно е, че характерът на опасността е различен при използване на единично или групово заземяване. Разгледайте отделно всяка от опциите.
Единична земя
Нека се върнем към фигура 2. Както вече бе споменато по-горе, в случай на фазово затваряне в случай на електрическа инсталация, потенциалът will zm ще бъде установен на всичките му проводими елементи. В този случай, на повърхността близо до заземяващото устройство, се формира зона с потенциално ниво в зависимост от коефициента на контакт. Това означава, че в случай на инцидентен контакт с кутията Б, нивото на допирното напрежение ще зависи от разстоянието Х1 и кривата Е.
Сега обмислете възможността за докосване на уреда C. В този случай, разстоянието X2 надвишава 20.0 метра, което е еквивалентно на факта, че X2 има тенденция към безкрайност. В резултат на това коефициентът на контакт α ще се увеличи, като се стреми към единство, съответно, U pr ще бъде равен на. Zm . Тази опция с най-голям потенциал е най-опасна.
В заключение нека анализираме случая на докосване на металния корпус на устройство А, т.е. той е практически разположен над заземяващия проводник. Тук α ще се стреми към нула, следователно U pr също ще бъде нула.
На тази основа може да се каже, че колкото по-нататък инсталацията е от един заземител, толкова по-голямо е напрежението на допир. На разстояние от 20 метра или повече ще бъде почти равно на фазата.
Групово заземяване
При прилагане на групова схема на заземяване, зоните на токово разпръскване се припокриват, в резултат на което във всяка точка между заземяващите превключватели потенциалът ще бъде по-висок от нула. Съответно, коефициентът α ще бъде по-малък от единица и ⱷ zm ще надвиши напрежението на допира.
За яснота ще дадем пример, в който два заземителя са направени под формата на полусфери с определен радиус r, вкопани на разстояние h един от друг.
В този случай потенциалната крива ще бъде описана със следното уравнение: = oc = ⱷ gz * (r * (hr) / (x * (h-x)), където ⱷ gz е потенциалът на заземяващата група, r е радиусът на полусферата на електрода, h –– разстоянието между заземяването, x - разстоянието между точката на контакт и най-близкото заземяване.
Сега можем да изчислим напрежението на допира: U pr = z gz - = os = ⱷ gz * (r * (hr) / (x * (h-x)), съответно, факторът на докосване за групата земята ще бъде α = (r * (hr) ) / (x * (h's)):
Като се имат предвид горните изрази, може да се твърди, че най-високото ниво на напрежение и стойността на коефициента на контакт ще бъде, когато базовата точка е разположена между заземяването, т.е. при x = h / 2. Съответно, αmax = 1-4r * (hr) / h 2, откъдето получаваме U PRmax = ⱷ gz * αmax.
Намаляването на напрежението до минимум, както в предишния пример, ще бъде при максималния подход към заземяването.
Отбележете, че при голям брой заземяващи електроди е почти невъзможно да се изчисли висок електрически потенциал (максимално напрежение), затова се използва методът на директното измерване.
измерване
Този вид измерване се предписва да се извършва в производствени помещения, където е инсталирано технологично оборудване и има потенциални изравнителни устройства. Последните трябва да бъдат монтирани на оборудване, което се характеризира с висок ток на заземяване. Изравняването на потенциала се извършва и на съоръжения с удължено проводимо оборудване, където е възможен потенциал поради изолационно отпадане на фазовите проводници.
Преди да продължите с изпитването, се измерват съпротивлението на земята и нулевите защитни връзки. След това изключете входа и свържете веригата, като тази, която е представена по-долу.
Легенда:
- Tr1 - Автотрансформатор.
- R- резистор, с резистентност, съответстващ на човешкото тяло (обикновено 1.0 kΩ).
- SW - превключвател.
- V1, V2 - Измервателни устройства.
- А - Случай на заземяване на оборудването.
- Б - Проводима плоча, имитираща човешкия крак.
Алгоритъмът за измерване е както следва:
- Сглобената верига се захранва от източник на ток, като се използва V1 волтметър за наблюдение на напрежението.
- Съгласно показанията на второто устройство, U pr се определя чрез измерване на напрежението между заземяването на корпуса на оборудването (А) и металната сонда, потопена (пробита) в земята, на дълбочина 30, 0 cm на разстояние 25 метра или повече от заземяващия електрод. Този индикатор ще покаже U PRmax .
- След това се прави измерване на стойността на напрежението върху плочата на симулатора на крака (U B ).
- Включете превключвателя SW и измерете напрежението (U 1 ) между симулатора на крака и заземяващия електрод.
- Изчислява се напрежението на допира по формулата U CR = 2 / (1 / U B + 1 / U 1 ):
Нека обърнем внимание, че в настоящето се издават устройства, позволяващи да се премахнат необходимите за електробезопасност индикатори и други важни характеристики.
Мерки за защита
Най-ефективният начин да се предпазите от вредното въздействие на високо напрежение - инсталиране на заземяване в непосредствена близост до електрически инсталации. Изравняването на потенциала на покритието е еднакво ефективно, но също така намалява степента на напрежението на стъпалото. В този случай се използва контурна заземителна верига, нейният пример е показан на фигурата.
Както може да се види от горния пример, груповите заземителни ключове са подредени с решетка. В този случай вертикалните електроди са разположени по такъв начин, че разстоянието между тях е по-малко от дължината на заземяващия прът. В случай на затваряне на фазовия проводник към проводящата повърхност на едно от електрическите устройства, поради свързването с друго заземяване, токът ще се разпространи по такъв начин, че потенциалното ниво да бъде приблизително еднакво във всяка точка на основата.
По този начин разликата в потенциала между основата и тялото на уреда ще се стреми към нула, съответно, същото ще бъде стъпката на напрежението и докосването.
Имайте предвид, че има рязък спад на нивото на земния потенциал извън защитената от веригата повърхност, което увеличава риска от нараняване. За да направите падането на напрежението по-нежно, можете с помощта на метални гуми, поставени извън периметъра на веригата.
предотвратяване
Превантивните мерки за намаляване на вероятността от нараняване от непряк контакт включват:
- Проверете изолационното съпротивление на кабелите, намотките на електрически машини и други тоководещи елементи. В случай на намаляване на изолационното съпротивление или неговото повреждане, за да се избегне линейна или еднофазна верига, проблемната електрическа мрежа трябва да бъде изключена.
- Измерването на съпротивлението на заземяване не трябва да надвишава допустимата стойност.
- Проверете надеждността на заземителния неутрал (неутрален проводник).
- Редовно калибриране на защитни устройства за задействане на тока на веригата и съответствие с други параметри.
- Тъй като човешкото тяло има ниско съпротивление, е необходимо да се използват поне гумени подложки при работа с електрически уреди. Като се има предвид непредсказуемостта на появата на напрежението на контакта върху тялото на оборудването, такава предпазна мярка не би била излишна.
- Режим на проследяване на електрически инсталации за предотвратяване на ненормална работа и др.
Препоръчваме ви да прочетете:
- Какво представлява статичното електричество?
- Изисквания за преносимо заземяване
- Цел и разлика един от друг заземяване и заземяване