Главная Обратная связь

Дисциплины:






Теоретичні відомості. А. Без летального наслідку.Напругою дотику називається напруга між двома точками кола струму, до яких одночасно доторкується людина осіб



А. Без летального наслідку.Напругою дотику називається напруга між двома точками кола струму, до яких одночасно доторкується людина осіб, або, інакше кажучи, падіння напруги на електричному опорі тіла людини:

, (5.1)

де Ih – струм, що проходить через людину по шляху «рука-ноги».

Одиночний заземлювач. Нехай обладнання, наприклад електродвигуни, заземлено за допомогою одиночного заземлювача (електрода) (рис. 5.1). При замиканні на корпус одного з цих двигунів на заземлювачі і всіх приєднаних до нього металевих частина, в тому числі на корпусах двигунів, з'явиться потенціал. Поверхня землі навколо заземлювача також буде мати потенціал, що змінюється по кривій, залежно від форми і розмірів заземлювача (електрода).

Напруга дотику для людини, який торкається заземленого корпусу електродвигуна і стоїть на землі (випадок 3 на рис. 5.1), визначається відрізком АВ і залежить від форми потенційної кривої і відстані між людиною і заземлювачем (чим далі від заземлювача знаходиться людина, тим більше Іпр і навпаки). Так, при найбільшій відстані, тобто при х > 20 м (випадок 1 на рис. 5.1) напруга дотику має найбільше значення - це найбільш небезпечний випадок дотику.

Рис. 5.1. Напруга дотику при одиночному заземлювачі: І – потенціальна крива; ІІ – крива, що характеризує зміну Uпр залежно від зміни х.

Максимальні значення напруги дотику Uпр і коефіцієнта дотику αі будуть при х = ∞ , тобто при х ≥ 20 м .

, (5.2)

αі max = 1 (5.3)

Груповий заземлювач. Відомо, що якщо поля розтікання струмів електродів групового заземлювача накладаються одне на інше, то всі точки поверхні землі на ділянці між електродами мають потенціали, відмінні від нуля.

Як і у випадку з одиночним заземлювачем Uпр = 0 тоді, коли людина, торкаючись заземленого предмета, стоїть безпосередньо на електроді, що входить до складу групового заземлювача. Найбільші
значення напруги дотику Uпр і коефіцієнта дотику αі матимуть на певній відстані від електродів, залежній від їх форми і взаємного розташування (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Напруга дотику при груповому заземлювачі  

Максимальні значення напруги дотику Uпр і коефіцієнта дотику αі будуть при х = 0,5S , коли людина стоїть точно посередині між електродами:

, (5.4)

, (5.5)

Б. З летальним наслідком.Напругою кроку називається напруга між двома точками кола, що знаходяться одна від одної на відстані кроку, на яких одночасно стоїть людина, або, інакше кажучи, падіння напруги на опорі тіла людини:

, (5.6)

де Ih – струм, що проходить через людину по шляху «рука-ноги», А.



Одиночний заземлювач. При експлуатації захисних пристроїв від ураження струмом - заземлення, занулення та інших-треба знати в першу чергу напруги між точками на поверхні землі (або іншої підошви, на якій стоїть людина) в зоні розтікання струму із заземлювача. У цьому випадку напруга кроку - це різниця потенціалів двох точок на поверхні землі в зоні розтікання струму, які знаходяться на відстані х і х + а від заземлювача на відстані кроку одна від одної, і на яких одночасно стоїть людина (рис. 5.3).

Напруга кроку визначається відрізком АВ (рис. 5.3), довжина якого залежить від форми потенціальної кривої, тобто типу заземлювача, і змінюється від максимального значення до нуля зі зміною відстані від заземлювача.

Найбільші Uк і β1 спостерігаються при найменшій відстані від заземлювача, коли людина однією ногою стоїть безпосередньо
на заземлювачі, а іншою - на відстані кроку від нього. Пояснюється це тим, що потенціал навколо заземлювачів розподіляється по увігнутим кривим і, отже, найбільший перепад виявляється, як правило, на початку кривої.

Рис. 5.3. Напруга кроку при одиночному заземлювачі:  

Максимальні значення Uк і β1 дорівнюють:

, (5.7)

, (5.8)

Груповий заземлювач. У межах площі, на якій розміщені електроди групового заземлювача, напруга кроку менша, ніж при одиночному заземлювачі, але також змінюється від деякого максимального значення до нуля при видаленні від електродів (рис. 5.4).

Найбільша напруга спостерігається, як і при одиночному
заземлювачі, на початку потенціальної кривої, тобто коли людина
однією ногою стоїть безпосередньо на електроді (або на ділянці
землі, під яким зарито електрод), а інший - на відстані
кроку від нього (положення А і D на рис. 5.4).

Найменша напруга кроку відповідає випадку, коли людина стоїть на «точках» з однаковими потенціалами (положення C); в цьому випадку Uк = 0.

Рис. 5.4. Напруга кроку при груповому заземлювачі

Максимальне значення Uк дорівнюює:

, (5.9)

Варіанти завдань

Задача 1 (з рішенням). На повітряної лінії електропередачі напругою 35 кВ обірвався провід і замкнувся на металеву трубу, яка лежала на землі. Дві людини, які знаходились поблизу труби, опинилися під напругою, при цьому одна з них стояла однією ногою на торці труби, а іншою ногою - на землі на відстані кроку від торця труби.

Дано: довжина труби 10 м; діаметр труби 0,1 м; довжина електрично пов'язаних повітряних ліній електромережі 35 кВ, частиною яких є пошкоджена лінія, 210 км; питомий опір землі 150 Ом м; опір тіла 1000 Ом; довжина кроку людини 0,8 м.

Потрібно: обчислити коефіцієнти напруги кроку β1 і β2, а також напругу кроку потерпілого, який стояв однією ногою на трубі.

Вказівки: вважати, що труба занурена в землю на половину її діаметра, внаслідок чого поздовжня вісь труби лежить на поверхні землі; опір взуття потерпілого прийняти рівним нулю.

Варіанти завдань:

№ з/п Напруга ЛЕП, кВ Діаметр труби, м Довжина труби, м Довжина ліній електромережі,км Питомий опір землі, Ом∙м Опір тіла людини, Ом Довжина кроку, м
0,16 0,8
0,1 0,8
0,2 0,8
0,1 0,8
0,14 0,8
0,12 0,8
0,2 0,8
0,16 0,8
0,14 0,8
0,12 0,8

 

Рішення. Напруга кроку знаходимо за формулою:

,

де ψз – потенціал заземлювача (труби).

,

де L – довжина лінії пошкодженої ЛЕП; d – діаметр труби.

При визначенні коефіцієнтів β1 і β2 слід мати на увазі, що людина стоїть однією ногою на трубі, не торкаючись землі, а іншою - на землі, на відстані кроку а від першої.

Коефіцієнт β1 для розглянутого випадку обчислюється залежністю:

,

Оскільки потенціал першої ноги φх = φз , отримаємо:

,

Потенціал підошви другої ноги виражається рівнянням потенціальної кривої заземлювача (труби) по її поздовжній осі:

,

Рахуємо значення β1:

,

Значення β2 дорівнює:

,

де Rн = 3ρ

 

.

Визначаємо крокову напругу:

В .

Задача 2. На повітряній лінії електропередачі з металевими опорами круглого перерізу сталося замикання фазного проводу на тіло опори (рис. 5.5). При цьому впливу струму піддалися дві людини: перша, що йде до опори, на яку відбулося замикання, і знаходиться на відстані х1 від неї, і друга, яка торкається металевої стійки огорожі, закріпленої в землі і віддаленої від центру опори ПЛ на відстані х2.

Дано: струм, що стікає з опори в землю, дорівнює 50 А; заглиблення опори в землю 2 м; діаметр опори 0,2 м; питомий опір землі 100 Ом м; опір тіла людини 1000 Ом; довжина кроку 0,8 м; відстані: х1 = 2 м; х2 = 4 м, b = 1,0 м, х3= 45 м.

Потрібно: визначити напругу кроку для першої людини і напругу дотику для другої людини; в обох випадках врахувати опори підошви, на яких знаходилися ці люди.

Відповідь. Uк = 54 В; Uпр = 32 В .

Варіанти завдань:

№ з/п Сила струму, А Заглиблення опори, м Діаметр опори, м Питомий опір землі, Ом∙м Опір людини, Ом Довжина кроку, м b, м
1,2 0,12 0,8 1,4 2,5
1,4 0,14 0,8 1,6 2,7 4,5
1,2 0,12 0,8 2,2
1,6 0,16 0,8 1,5
1,8 0,18 0,8 1,6 2,4
0,2 0,8 1,2 2,1 4,5
1,8 0,18 0,8 1,8 2,9
1,6 0,16 0,8 1,3 2,1 4,5
1,4 0,14 0,8 1,4 2,2
0,2 0,8 1,7 2,7
Рис. 5.5. Випадок впливу електричного струму на людей, які опинилися поблизу металевої опори ПЛ, на яку сталося замикання проводу: 1 - опора лінії круглого перерізу; 2- металева стійка забору

 

Задача 3 (з рішенням). На кінцевій опорі - дерев'яному стовпі повітряної лінії електропередачі 380/220 В стався обрив нульового робочого проводу, що йде в освітлювальну арматуру зовнішнього освітлення, встановлену на цій опорі. Внаслідок цього лампа в арматурі згасла. Електромонтер, щоб усунути пошкодження, піднявся на
висоту металевою приставки (пасинка) до опори і взявся за кінець обірваного нульового дроту, що йде від світильника (рис. 5.6). При цьому він був смертельно уражений струмом. Розслідування нещасного випадку показало, що освітлювальна лінія - фазний провід, від якого живилася лампа, не була відключена, але внаслідок обриву нульового проводу лампа не горіла і обірваний його кінець, якого торкнувся електромонтер, був під напругою щодо землі 220 В. У момент дотику до проводу електромонтер стояв обома ногами на приставці до опорі - відрізку залізничного рейки, заглибленому в землю.

Дано: опір тіла людини 1000 Ом; опір взуття 800 Ом; опір заземлення нейтралі живлячого трансформатора 8 Ом; питомий опір землі 90 Ом м; довжина ділянки рейки, заглибленого в землю, ,5 м; потужність лампи в світильнику 200 Вт .

Потрібно обчислити струм, який вразив електромонтера.

Вказівки: при розрахунку відрізок рейки прийняти подібним до сталевих стержнів діаметром 0,1 м.

 

Рис. 5.6. Ураження електромонтера струмом при спробі усунути обрив нульового робочого проводу на ЛЕП 380/220 В

Варіанти завдань:

№ з/п Опір людини, Ом Опір взуття, Ом Опір заземлення, Ом Питомий опір землі, Ом∙м Заглиблення рейки, м Потужність лампи, Вт

 

Рішення. При дотику електромонтера до обірваного проводу утворилося замкнуте коло послідовно з'єднаних опорів: лампи розжарювання rл, тіла людини Rh, взуттія Rоб, стрижневого електрода (рейки) rз i нейтралі трансформатора r0.

Опір лампи дорівнює:

,

де Pл- потужність лампи.

Опір електрода визначається по формулі:

.

Струм, що протікає по цьому колі, є шуканим вражаючим
струмом:

 

Задача 4. На повітряній трифазній лінії електропередач (ПЛ) з заземленою нейтраллю стався обрив поводу, який впав на металеву півкулю, що лежить на землі. Людина, яка стоїть на землі і торкається в цей час до заземленого корпусу споживача електроенергії, була смертельно уражена струмом (рис. 5.7).

Дано: радіуси півкулі 0,5 м; відстань від центру півкулі до точки, на якій стояв потерпілий, 2 м, = 1 м; питомий опір землі 200 Ом м; опір тіла людини 1000 Ом ; що струм, що стікає з обірваного проводу в землю через півкулю 63 А.

Потрібно: обчислити напругу дотику, під яким виявився потерпілий, з урахуванням опору розтіканню струму в землю з ніг людини (опору підошви).

Вказівки: предмет, якого торкався обірваний провід, слід уподібнити півкулі лежить на землі, а заземлювач нейтралі мережі прийняти також у вигляді півкулі.

Варіанти завдань:

 

№ з/п Радіус півкулі, м Питомий опір землі, Ом∙м Опір тіла людини, Ом Струм, А Відстань від півкулі до людини, м
0,5  
0,6  
0,7  
0,3  
0,4  
0,5  
0,6  
0,7  
0,3  
0,4  

 





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...