Как посчитать напряжение прикосновения

Расчет напряжения прикосновения

При стекании тока в землю через проводник, находящийся в непосредст­венном контакте с землей, происходит резкое снижение потенциала заземлив­шейся токоведущей части до значения (В), равного произведению тока, сте­кающего в землю I3 (А), на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути R 3 (Ом)

(8.8)

Рассмотрим напряжение прикосновения при одиночном заземлителе. На рис. 8.7 представлено оборудование, например электродвигатели, корпуса ко­торых заземлены с помощью одиночного заземлителя [33].

Рис. 8.7. Напряжение прикосновения

При замыкании на корпус одного из этих двигателей на заземлителе и всех присоединенных к нему металлических частях, в том числе на корпусах двигате­лей, появится потенциал j3. Поверхность земли вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изменяющийся по кривой, зависящей от формы заземлителя. Форму кривой учитывает коэффициент напряжения прикосновения α [33].

Напряжение прикосновения зависит от формы потенциальной кривой и расстояния х между человеком, прикасающимся к заземленному оборудованию, и заземлителем: чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше Unp, и наоборот.

Так при наибольшем расстоянии, т. е. при х = , а практически при х = 20 мнапряжение прикосновения имеет наибольшее значение, при этом коэффи­циент напряжения прикосновения α = I. Это наиболее опасный случай прикосновения. При наименьшем значении х, когда человек стоит непосредственно на заземлителе, Uпр = 0 и α = 0.

Напряжение прикосновения в общем виде можно определить по формуле

(8.9)

UK– напряжение на корпусе, В;

I3 – ток замыкания на землю, А;

х – расстояние от заземлителя до человека, м;

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м.

Напряжение на корпусе рассчитывается по формуле

(8.10)

где R3 –сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, Ом.

Напряжение прикосновения в сетях с изолированной нейтралью в нормальном режиме работы (рис. 8.8, а) определяется сопротивлением проводов человека Rч и рассчитывается по формуле

(8.11)

Если человек прикоснется к проводу в сети с изолированной нейтралью, находящейся в аварийном режиме (рис. 8.8, б), то он окажется почти под линейным напряжением.

В сети с заземленной нейтралью, находящейся в нормальном режиме (рис. 8.8. в) напряжение прикосновения определяется из выражения

(8.12)

а, б – трехпроводная сеть с изолированной нейтралью,

нормальный и аварийный режим;

в, г – четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью,

нормальный и аварийный режим

Рис. 8.8. Схемы возможных прикосновений человека к трехфазной сети

Длительно допустимое напряжение прикосновения рассчитывается по формуле

(8.13)

где Jчд длительно допустимый ток через чело человека, м А (Jчд=10мА).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Особенности напряжения прикосновения

Напряжение прикосновения – опасное явление, определение которого должны знать и обыватели, и специалисты. Проводя работу с электроприборами, нельзя исключать риск воздействия электрического тока и поражения им в любой момент. Причиной может стать косвенное или прямое соприкосновение с проводниками под напряжением.

Что называется напряжением прикосновения

Напряжение прикосновения возникает в момент прямого контакта человека с поврежденной изоляцией или с двумя контактами, проводящими ток. Контакт может быть косвенным или прямым, что напрямую зависит от устройства.

Ознакомление с понятием на примере схемы

Объекты, обладающие сразу двумя токопроводящими точками, опасны для живых организмов. Для предотвращения подобных проблем существуют приборы, измеряющие напряжение. После ответа на вопрос: «Что называется напряжением прикосновения?», – можно переходить к подробному изучению этого термина.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения можно ли подключить сетевой фильтр

Касание заземленных токоведущих частей

Как определить и проверить напряжение прикосновения

Для определения напряжения прикосновения можно использовать сварочный трансформатор. Так как измерения могут достигать больших значений, в токовую цепь включают короткозамыкатель (ИТК-1) и проверяют состояние тока при помощи импульсного вольтметра.

Схема измерения импульсного тока

Основными измерителями НС являются амперметр и вольтметр.

Для измерения используют схему, где два электрода представлены в виде металлических пластин. Они располагаются на земле или на полу и имитируют подошвы человека. Промежуток между ними равняется 0,8 м (приблизительная ширина шага). Поверхности должны быть в воде на глубине 3 см. На пластины ставят груз с массой не меньше 50 кг.

Напряжение прикосновения определяется по формуле U = (Uпп х Uф)/Uт, где:

  • Uпп – величина показателя между пластинами;
  • Uф – численная характеристика сети по фазам;
  • Uт – напряжение сварочного трансформатора на вторичной обмотке.

Схема определения напряжения прикосновения

Как измерить напряжение прикосновения

Измерение НП проводят при помощи вольтметра и амперметра. Если нет возможности заземления одной точки с вторичной обмоткой, то устанавливают разделительный трансформатор и заземляют этот контакт повторно, то есть создают условия максимальной «опасности».

Расчеты проводят квалифицированные специалисты электролаборатории по тестированию установок. Перед измерениями проводники проверяются на постоянство тока, сопротивления и непрерывность проводки.

ИНП проводят при температуре не ниже +5 градусов. Электроустановка должна быть полностью смонтирована и подключена к действующей сети. Величина испытательного тока составляет 50% от номинального. При подключении современного измерительного прибора MI 3102H CL к необходимым частям электроустановки, производятся измерения.

Важно! При превышении максимальной величины напряжения, проверяют сопротивление заземления.

После всех проведенных процедур, результаты измерений оформляют в виде протокола.

Как правильно рассчитать напряжение

В руководстве К. Е. Белявина, подробно описывается, что это за понятие и как его рассчитывать, к примеру, когда ток проходит через проводник, а именно через ногу человека, которая находится на земле. Утечка происходит от короткого замыкания на расстоянии 20 метров. Если источник погружен в грунт, то опасность маловероятна.

Там же рассмотрены вопросы, когда человек берет в руки провод под напряжением, или просто стоит рядом с ним. Именно во втором случае опасность наименьшая.

Как оборванный провод может повлиять на человека, на расстоянии

Важно! При напряжении соприкосновения нельзя далеко расставлять ноги, иначе можно получить смертельный удар. В случае трагедии, следует покинуть место аварии вприсядку.

Определяя напряжение прикосновения, рассматривают 2 схемы расчета сетей с нейтралью:

Сила тока, находящаяся в аккумуляторе, сдерживается сопротивлением цепи, способным влиять на человека, вычисляется по формуле: Iч = Uф/(Rч + Rоб + Rп + R0) ≈ Uф / Rч, где:

  • R0 – сопротивление трансформатора.
  • R0 ≤ 10 Ом.
  • Uф – напряжение по фазам.
  • Rч – человеческое сопротивление.

Важно! Рабочее место – это площадка, где специалисты (электротехники) проводят измерения и ремонт. Нерабочее – это безопасное место для нахождения людей, которые не связанных с электроустановками.

Меры безопасности

Существует требование при работе с напряжением прикосновения, оно не должно превышать 65 В, считается безопасным при прикосновении, но не дольше 3 секунд. Порог зависит от того, в каком интервале находится:

  • Во время измерения применять защитную спецодежду;
  • Профилактические работы, проводимые на металлических конструкциях, подразумевают оборудование изолирующими материалами;
  • В случае длительных утечек тока, места прикосновения металлических конструкций (лестницы, трубы, заборы) должны граничить с заземлителем;
Читайте также:  Стабилизатор напряжения восток 2 содержание драгметаллов

В случае с трубопроводами, с уверенностью можно сказать, что они находятся под катодной защитой и участок, изолированный от заземлителя, опасен. Граница находится на стыке территории здания или завода. В случае аварии рекомендовано устранить источник тока.

Электромонтажник — в процессе работы, в соответствующей спецодежде

Зачастую от воздействия тока или дуги люди получают травмы. Поражение организма может быть общим или местным. Степень поражения зависит от пути электрического тока по телу пострадавшего. Всего существует 5 этапов поражения электрическим током:

  • Сокращения мышечной работы;
  • Судороги;
  • Сбои в работе сердца и затрудненное дыхание;
  • Отсутствие сознания;
  • Смерть.

Исход поражения током зависит от правильности и своевременности оказания помощи, а также корректного расчета воздействия электричества.

Чтобы исключить поражение током людей или животных, следует своевременно проводить изоляцию кабелей, обмотки электромашин и другие необходимые меры безопасности. При понижении сопротивления или возникновении замыканий в электрической сети, ее полностью отключают.

Источник

Напряжение прикосновения (дополнение)

Значение напряжения прикосновения зависит от параметров цепи замыкания на землю, вида потенциальной кривой заземлителя, расстояния между человеком, стоящим на земле и касающимся заземленного электрооборудования с поврежденной изоляцией, и эаземлителем, а также от электрического сопротивления основания, на котором стоит человек. При пробое изоляции на заземленный корпус одной электроустановки напряжение относительно земли на ее корпусе и на корпусах всех электроустановок, заземленных на один н тот же заземлитель, равно напряжению на заземлителе.

Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе будет наибольшим и равным напряжению U3 на заземлителе в случае, если человек находится в зоне нулевого потенциала и касается корпуса заземленного электрооборудования (положение А на рис. 3.3, а). Наименьшее значение напряжение прикосновения (UПр = 0) приобретает, когда человек стоит на заземлителе или его проекции на поверхность земли и касается корпуса заземленного электрооборудования (положение Б на рис. 3.3, а). Если человек стоит в другом месте в пределах зоны растекания тока и касается корпуса электрооборудования (положение В на рис. 3.3, а), то напряжение прикосновения изменяется от наибольшего до наименьшего, т.е. от U3 до 0 в зависимости от расстояния до заземлителя.

Таблица 3.5. Коэффициенты использования параллельно уложенных горизонтальных полосовых электродов группового заземлителя
Ширина полосы b = 20…40 мм, глубина заложения 0,3…0,8 м

Длина полосы, м Число параллельных полос Расстояние между параллельными полосами, м
1 2,5 5 10 15
15 2
5
10
20
0,63
0,37
0,25
0,16
0,75
0,49
0,37
0,27
0,83
0,60
0,49
0,39
0,92
0,73
0,64
0,57
0,96
0,79
0,72
0,64
25 5
10
20
0,35
0,23
0,14
0,45
0,31
0,23
0,55
0,43
0,33
0,66
0,57
0,47
0,73
0,66
0,57
50 2
5
10
20
0,60
0,33
0,20
0,12
0,69
0,40
0,27
0,18
0,78
0,48
0,35
0,25
0,88
0,58
0,46
0,36
0,93
0,65
0,53
0,44

MRU-200 Измеритель параметров заземляющих устройств

измерение сопротивления проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов (металлосвязь) (2p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по трёхполюсной схеме (3p);
измерение сопротивления заземляющих устройств по четырехполюсной схеме (4p);
измерение сопротивления многократных заземляющих устройств без разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);
измерение сопротивления заземляющих устройств методом двух клещей;
измерение сопротивления молниезащит (громоотводов) по четырехполюсной схеме импульсным методом;
измерение переменного тока (ток утечки);
измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с возможностью выбора расстояния между измерительными электродами; высокая помехоустойчивость;

Схема заземлителя Формула для расчета сопротивления
Сложный заземлитель в виде горизонтальной квадратной сатки с одинаковыми квадратными ячейками и вертикальными электродами, равномерно размещенными по периметру заземлителя

1 — вертикальные электроды;
2 — горизонтальный электрод

tОТН = (tB + tB)/√s;
S — площадь, занимаемая заземлителем;
LГ — суммарная длина горизонтальных электродов;
n — число вертикальных электродов
Сложный заземлитель в виде горизонтальной сетки с различным расположением горизонтальных и примерно равномерным размещением вертикальных электродов
Действительный (д) заземлитель приводят к расчетному (з) квадратному заземлителю.
Условия приведения:

сопротивление расчетного заземлителя вычисляют по формулам для заземлителя в виде квадратной сетки.
Сопротивление действительного заземлителя приравнивают к сопротивлению расчетного заземлителя
Сложный заземлитель в виде сетки из горизонтальных электродов (без вертикальных электродов) на поверхности земли

LГ — суммарная длина горизонтальных электродов
Контурный заземлитель в виде горизонтальной прямоугольной решетки из прутков, размещенной на глубине
Схемы заземлителя приведены в табл. 3.7. Формула для расчета сопротивления

LГ — суммарная длина проводников, образующих решетку; t — глубина погружения решетки в землю; d — диаметр прутков; m — коэффициент (см. табл. 3.7)

Таблица 3.7. Значение коэффициента m, входящего в формулу, приведенную в табл. 3.6, для контурного зазмемлителя в виде горизонтальной прямоугольной решетки

Конструкция решетки Отношения сторон решетки
1 1,5 2 3 4
1,71 1,76 1,86 2,10 2,34
3,67 3,41 3,31 3,29 3,35
4,95 5,16 5,44 6,00 6,52
4,33 4,43 4,73 5,04 5,61
8,55 8,94 9,40 10,3 11,11


Рис. 3.3. Напряжение прикосновения, определяемое на потенциальной кривой:

a — при одиночном заземлителе; б — при групповом заземлителе; 1 — заземленные элуктроустановки; 2 — заземляющие проводники; 3 — заземлители; 4 — потенциальная кривая группового заземлителя

Напряжение прикосновения при групповом заземлителе определяют те же факторы, что и для одиночного заземлителя, оно имеет наибольшее значение в том случае, если человек стоит на середине отрезка между соседними, наиболее удаленными один от другого электродами и касается зеземленного корпуса любой электроустановки (положение А на рис. 3.3, б); наименьшее значение (Uпр = 0) приобретает в том случае, если человек стоит на электроде заземлителя или площади его проекции на поверхность земли и касается заземленного корпуса любой электроустановки (положение Б на рис 3 3, б) Если человек стоит в другом месте в пределах площади заземлителя (положение В на рис. 3.3, б) и касается заземленного корпуса электрооборудования, напряжение Uпр изменяется от наибольшего до наименьшего в зависимости от расстояния до заземлителей.

Расчет напряжения прикосновения при одиночном и групповом заземлителях (в В) выполняют по формуле

«где U3 — напряжение на заземляющем устройстве или заземлителе, 8; α1 — коэффициент напряжения прикосновения (коэффициент прикосновения); α2 — коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения на сопротивлении основания, на котором стоит человек

. Коэффициент прикосновения α1 = (1 — φОСН)/φ3, где φОСН, φ3 — потенциал основания в том месте, где стоит человек, и потенциал заземлителя

Коэффициент напряжения прикосновения α2 = Rh/(Rh + RОСН),. где Rh — сопротивление тела человека, Ом; Rосн — сопротивление растеканию тока основания, на котором стоит человек.

В практике устройства защитных заземлений расчет обычно ведут на наибольшие значения напряжения прикосновения, т.е. когда максимальны коэффициенты α1 (табл. 3.8) и α2 Когда человек без электрозащитных средств стоит непосредственно на земле, то α2max = Rh/(Rh/ + 1,5 ρ), где Rh — сопротивление тела человека. Ом; ρ — удельное сопротивление земли, Ом×м; 1,5 — коэффициент (в сочетании с удельным сопротивлением земли дает сопротивление растеканию основания, на ко тором стоит человек), м -1.

Источник

Оцените статью
Adblock
detector