Напряжение прикосновения




НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Познакомить студентов с причинами, вызывающими появление напряже­ния прикосновения и напряжения шага, а также с условиями, влияющими на величину этих напряжений.

НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ

Напряжение прикосновения - это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Одной из этих точек чаще все­го бывает корпус электроустановки, на который может произойти замыкание одного из фазных проводов сети. Второй - земля (токопроводящий пол), на которой стоит человек.

В случае, когда электроустановка питается от сети с глухозаземленной нейтралью, на корпусах зануленных электроустановок может появиться на­пряжение и при замыкании фазы на землю [1].

Величина напряжения прикосновения зависит:

• от наличия связи между корпусом и землей, например, через железобетонный фундамент или заземляющее устройство;

• от места расположения заземлителя относительно корпуса электроустановки;

• от режима нейтрали источника питания;

• от вида заземления.

Снизить величину напряжения прикосновения можно, заземлив корпус электроустановки.

Защитное заземление является основной защитной мерой в электроуста­новках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в электроуста­новках выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Если в трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью про­изошел пробой изоляции фазного провода на корпус заземленного электропо­требителя, то человек, стоящий на грунте и касающийся корпуса окажется под действием напряжения прикосновения, определяемого следующим образом:

UПР= ,

или

UПР= ,

где - потенциал заземлителя, определяющий потенциал корпуса элект­ропотребителя; - потенциал поверхности грунта в том месте, где стоит че­ловек; - коэффициент, называемый коэффициентом напряжения прикосно­вения, учитывающий форму потенциальной кривой:

.

На рис. 1 показаны три электропотребителя, корпуса которых подсоеди­нены к одиночному заземлителю RЗ.

Потенциалы на поверхности грунта при замыкании на корпус любого по­требителя распределяются по кривой 1. Так как корпуса электрически связаны между собой заземляющим проводом, то их потенциалы одинаковы и равны ф3.

Для человека, стоящего над заземлителем, напряжение прикосновения равно нулю. По мере удаления от заземлителя (точка X2) напряжение прикос­новения возрастает и в точке XЗ на удалении 20 м и более напряжение прикос­новения равно потенциалу заземлителя .

Следовательно, напряжение прикосновения зависит от закона изменения потенциала на поверхности грунта и расстояния между человеком и заземлителем. Общая закономерность следующая: чем дальше от заземлителя нахо­дится электропотребитель, тем больше UПР и наоборот (рис. 1).

Выражение для напряжения прикосновения справедливо лишь при усло­вии, что контакт человека с корпусом электроустановки и землей (полом) иде­альный, т.е. отсутствуют контактные сопротивления.

 

Рис. 1. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе:

1 - распределение потенциалов на поверхности грунта;

2 - изменение напряжения прикосновения в зависимости от расстояния до заземлителя

Однако контактное сопротивление тела человека с землей (или сопротив­ление растеканию тока у основания ног Rос, как его часто называют) в ряде случаев имеет достаточно большое значение, и им, как правило, пренебрегать нельзя.

Следовательно, разность потенциалов равная оказывается приложенной не только к сопротивлению тела человека Rh, но и к последова­тельно соединенному с ним сопротивлению основания Rос, на котором стоит человек (рис. 2).

.

Так как Ih =UПР/ Rh, то подставив значение тока в вышеприведенное выра­жение получим

(UПР/ Rh)(),

откуда определим напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию основания.

Uпр=

или

Uпр=

где - коэффициент напряжения прикосновения, учитываю­щий падение напряжения на сопротивлении растеканию основания, на кото­ром стоит человек.

Рис. 2. Расчетная схема для определения напряжения прикосновения

Сопротивление растеканию основания, на котором стоит человек, можно определить следующим образом.

Если площадь подошвы одной ноги принять равной 0,0225 м2, то диаметр (d) эквивалентного ей диска будет равен 0,17м, а сопротивление растеканию тока составит ([3], табл. 3.1, п.9):

Сопротивление растеканию основания, т.е. сопротивление растеканию обоих ног человека, будет равно:

Подставив это значение в выражение для получим:

НАПРЯЖЕНИЕ ШАГА

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновре­менно стоит человек (рис. 3):

U Ш= ,

где х, х + а - расстояние 1 и 2-й точек на поверхности земли, в которых нахо­дятся одновременно ноги человека, от заземлителя; а - длина шага, принимае­мая равной 0,8 м (предполагается, что человек движется по направлению к заземлителю или от него).

Поскольку и являются частями потенциала заземлителя , раз­ность их также есть часть этого потенциала. Поэтому

U Ш=

где - коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой:

Рис. 3. Напряжение шага

Разность потенциалов между двумя точками, на которых стоит человек, т.е , делится между сопротивлением тела человека и последователь­но соединенным с ним сопротивлением растеканию основания R oc. (рис. 4). В данном случае сопротивление основания складывается из двух последова­тельно соединенных сопротивлений растеканию тока у ног человека: R oc= 2RH=

 

Рис. 4. Расчетная схема для определения напряжения шага с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек

 

Следовательно, как видно непосредственно из рис. 4,б, напряжение, при­ложенное к телу человека:

U`Ш= , , U`Ш=

где - коэффициент напряжения шага, учитывающий падения напряжения в сопротивлении растекания основания, на котором стоит человек:



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: