Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

V procese práce s elektrickými inštaláciami v AC obvode nie je možné úplne vylúčiť pravdepodobnosť pocitu jeho účinku. Dôvodom môže byť náhodný kontakt s prvkami prenášajúcimi prúd alebo nepriame faktory. Na stránke našej stránky sme už podrobne rozprávali o jednom z nich (krokové napätie). Tento článok bude diskutovať o inom druhu nepriameho účinku elektrického prúdu na osobu, nazývaného dotykové napätie.

Čo je to „dotykový stres“?

V elektrickej bezpečnosti sa tento pojem vzťahuje na potenciálny rozdiel medzi dvomi bodmi obvodu, ku ktorému dochádza, keď sa ich osoba dotýka súčasne. Takáto situácia môže nastať v dôsledku poruchy izolácie prúdových prvkov obvodu, ich skratu na elektricky vodivých povrchoch, čo vedie k vytváraniu nebezpečných zón prúdu. Kontakt s takýmto povrchom sa nazýva nepriamy kontakt s puzdrom alebo elektricky vodivými prvkami (v závislosti od elektrického inštalačného zariadenia).

Obr. 1. Príklad nepriameho dotyku

V takýchto prípadoch závisí stupeň vystavenia elektrickému prúdu tak od odporu ľudského tela (R), ako aj od veľkosti (U pr ). Predpokladajme, že v tomto prípade R = 800 Ω, U pr blízko fázového napätia (230 V). Pomocou Ohmovho zákona je ľahké vypočítať množstvo prúdu vo výslednom elektrickom obvode: I pr = U pr / R = 220/800 = 287, 5 mA. Táto hodnota je niekoľkonásobne vyššia ako prípustné normy.

Vo väčšine prípadov je nepriamy kontakt unipolárny, to znamená, že v tomto prípade hrozba nesie fázu, ale lineárne napätie, ktoré je 1, 73 krát vyššie. Ale to je zlá útecha, pretože elektrický šok môže byť stále smrteľný.

Nebezpečenstvo nepriameho kontaktu spočíva v tom, že riziko jeho výskytu vo väčšine prípadov nezávisí od konania osoby, na rozdiel od priameho dotyku, ktorý môže vzniknúť z nedbanlivosti v dôsledku chyby alebo nesúladu s TB.

kalkulácie

Vyššie uvedený príklad (na obr. 1) je značne zjednodušený, aby bolo možné zoznámiť sa s hlavnými charakteristikami dotykového napätia (U pr ), je potrebné pozrieť sa na problém z hľadiska ochranného uzemnenia a uzemnenia. Za týmto účelom zvážte príklad uvedený na obrázku nižšie.

Obrázok 2. Charakteristické napätie dotyku v prípade jedného uzemnenia

Obrázok znázorňuje tri motory A, B, C (môžu to byť akékoľvek iné elektrické inštalácie), ktoré sa líšia od jedného uzemňovača D a sú k nemu pripojené ochrannými vodičmi. Ak sa v dôsledku nehody sieťová fáza uzavrie na skrini, potom sa na nej vytvorí potenciál, ktorého úroveň bude prakticky rovnaká ako na uzemňovacom vodiči (ⱷ sm). Zároveň sa na základe objaví aktuálna rozmetávacia zóna, ktorej potenciál (ⱷ oc ) závisí od vzdialenosti od zeme (graf závislosti je znázornený na obrázku).

Ak sa dotknete skrine motora B, úroveň kontaktného napätia bude určená nasledujúcim vzorcom: U pr = ⱷ zm- ⱷ os = ⱷ zm * (1-ⱷ os / zm ). V tomto výraze sa ignoruje elektrický odpor pôdy, ovplyvňujúci šírenie základného prúdu, berie sa do úvahy iba povaha zmeny potenciálu (potenciálna krivka - E). To nám umožňuje zvážiť potenciál bázy ako kontaktný koeficient α = 1 - (ⱷ oc / ⱷ zm ) ≤ 1.

Vzhľadom na skutočnosť, že úroveň napätia je ovplyvnená tak potenciálom uzemňovacieho vodiča, ako aj koeficientom kontaktu, je zrejmé, že charakter nebezpečenstva je odlišný pri použití jednoduchého alebo skupinového uzemnenia. Zvážte samostatne každú z možností.

Jednotná zem

Vráťme sa k obrázku 2. Ako už bolo uvedené vyššie, v prípade fázového uzáveru v prípade elektroinštalácie bude potenciál ⱷ zm stanovený na všetkých jeho vodivých prvkoch. V tomto prípade je na povrchu blízko uzemňovacieho zariadenia vytvorená zóna s potenciálnou úrovňou v závislosti od kontaktného koeficientu. To znamená, že v prípade náhodného kontaktu s prípadom B bude úroveň dotykového napätia závisieť od vzdialenosti X1 a krivky E.

Teraz zvážte možnosť dotýkať sa spotrebiča C. V tomto prípade vzdialenosť X2 presahuje 20, 0 metrov, čo zodpovedá skutočnosti, že X2 má sklon k nekonečnu. Výsledkom je, že koeficient kontaktov α sa bude zvyšovať, čo bude mať tendenciu k jednote, resp. U pr sa rovná ⱷ zm. Táto možnosť s najväčším potenciálom je najnebezpečnejšia.

Na záver, analyzujme prípad dotyku kovového puzdra zariadenia A, to znamená, že je prakticky umiestnený nad uzemňovacím vodičom. Tu bude α inklinovať k nule, preto U pr bude tiež nula.

Na tomto základe možno konštatovať, že čím ďalej je zariadenie z jediného uzemňovača, tým vyššie je dotykové napätie. Vo vzdialenosti 20 metrov alebo viac bude takmer rovnaká ako fáza.

Skupinové uzemnenie

Pri použití skupinového uzemňovacieho systému sa prekrývajú aktuálne rozptyľovacie zóny, takže v ktoromkoľvek bode medzi uzemňovačmi bude potenciál vyšší ako nula. Preto bude koeficient a menší ako jednota a ity zm bude presahovať dotykové napätie.

Pre prehľadnosť uvádzame príklad, v ktorom sú dve uzemňovacie spínače vyrobené vo forme hemisfér s určitým polomerom r, vykopaných vo vzájomnej vzdialenosti h.

Obrázok 3. Napätie kontaktov pri uzemnení skupiny

V tomto prípade bude potenciálna krivka opísaná nasledujúcou rovnicou: ⱷ oc = ⱷ gz * (r * (hr) / (x * (h-x)), kde ⱷ gz je potenciál uzemňovacej skupiny, r je polomer elektródovej pologule, h –– vzdialenosť medzi uzemnením, x - vzdialenosť medzi bodom kontaktu a najbližším uzemnením.

Teraz môžeme vypočítať dotykové napätie: U pr = ⱷ gz - ⱷ os = ⱷ gz * (r * (hr) / (x * (h-x)), resp. Dotykový faktor pre skupinu uzla bude α = (r * (hod ) / (x * (h)):

Vzhľadom na vyššie uvedené výrazy je možné tvrdiť, že najvyššia úroveň napätia a hodnota koeficientu kontaktu bude, keď je základný bod umiestnený medzi uzemnením, to znamená pri x = h / 2. Zodpovedajúco, a max = 1-4r * (hr) / h 2, odkiaľ dostaneme U PRmax = ⱷ gz * α max .

Zníženie napätia na minimum, ako v predchádzajúcom príklade, bude pri maximálnom priblížení k uzemneniu.

Všimnite si, že pri veľkom počte uzemňovacích elektród je takmer nemožné vypočítať vysoký elektrický potenciál (maximálne napätie), preto sa používa metóda priameho merania.

meranie

Tento typ merania sa má vykonávať v priemyselných priestoroch, kde je inštalované technologické zariadenie a existujú potenciálne vyrovnávacie zariadenia. Tieto by mali byť inštalované na zariadeniach, ktoré sa vyznačujú vysokým zemným prúdom. Vyrovnávanie potenciálov sa vykonáva aj na zariadeniach s rozšíreným vodivým zariadením, kde je možný potenciál v dôsledku zlyhania izolácie fázových vodičov.

Pred vykonaním skúšky sa meria uzemňovací odpor a nulové ochranné spojenia. Potom vypnite vstup a pripojte obvod, ako je ten, ktorý je uvedený nižšie.

Obvod na meranie napätia dotyku

Legenda:

  • Tr1 - Autotransformer.
  • R- Rezistor, s odporom, zodpovedajúci ľudskému telu (zvyčajne 1, 0 kΩ).
  • SW - Prepínač.
  • V1, V2 - Meracie prístroje.
  • A - Uzemňovacie zariadenie.
  • B - Vodivá doska napodobňujúca ľudskú nohu.

Algoritmus merania je nasledovný:

  1. Zostavený obvod je napájaný zdrojom prúdu pomocou voltmetra V1 na monitorovanie napätia.
  2. Podľa odčítania druhého zariadenia sa U pr stanoví meraním napätia medzi uzemnením skrine zariadenia (A) a kovovou sondou ponorenou (vŕtanou) do zeme do hĺbky 30, 0 cm vo vzdialenosti 25 metrov alebo viac od uzemňovacej elektródy. Tento ukazovateľ ukáže U PRmax .
  3. Potom sa vykoná meranie hodnoty napätia na doske nožného simulátora (U B ).
  4. Zapnite prepínač SW a odmerajte napätie (U 1 ) medzi simulátorom nohy a uzemňovacou elektródou.
  5. Vypočítajte dotykové napätie podľa vzorca U CR = 2 / (1 / U B + 1 / U 1 ):

Pozrime sa na to, že v súčasnosti sú zariadenia vydávané, čo umožňuje odstrániť indikátory potrebné pre elektrickú bezpečnosť a ďalšie dôležité charakteristiky.

Ochranné opatrenia

Najúčinnejší spôsob ochrany pred škodlivými vplyvmi vysokonapäťového dotyku - inštalácia uzemnenia v tesnej blízkosti elektrických inštalácií. Vyrovnanie potenciálu povlaku je rovnako účinné, ale tiež znižuje veľkosť krokového napätia. V tomto prípade sa používa obvod s kontúrovaním, ktorého príklad je znázornený na obrázku.

Príklad uzemňovacej slučky

Ako je možné vidieť z vyššie uvedeného príkladu, skupinové uzemňovače sú usporiadané s mriežkou. V tomto prípade sú zvislé elektródy umiestnené tak, že vzdialenosť medzi nimi je menšia ako dĺžka uzemňovacej tyče. V prípade uzavretia fázového vodiča k vodivému povrchu jedného z elektrických zariadení sa v dôsledku spojenia s iným uzemnením prúd rozprestrie tak, že úroveň potenciálu bude približne rovnaká v ktoromkoľvek bode základne.

Teda potenciálny rozdiel medzi základňou a telom zariadenia bude mať sklon k nule, respektíve rovnaký bude krok napätia a dotyk.

Všimnite si, že existuje prudký pokles úrovne potenciálu zeme mimo povrchu chráneného obvodom, čím sa zvyšuje riziko zranenia. Ak chcete, aby pokles napätia bol miernejší, môžete pomocou kovových pneumatík umiestnených mimo obvodu obvodu.

prevencia

Preventívne opatrenia na zníženie pravdepodobnosti zranenia spôsobeného nepriamym kontaktom zahŕňajú: \ t

  • Skontrolujte izolačný odpor káblov, vinutí elektrických strojov a iných prvkov prenášajúcich prúd. V prípade zníženia izolačného odporu alebo jeho poškodenia, aby sa predišlo lineárnemu alebo jednofázovému obvodu, musí sa odpojiť problematická elektrická sieť.
  • Meranie odporu uzemnenia by nemalo prekročiť prípustnú hodnotu.
  • Skontrolujte spoľahlivosť uzemnenia (neutrálny vodič).
  • Pravidelná kalibrácia ochranných zariadení na vypínanie prúdového obvodu a dodržiavanie ostatných parametrov.
  • Pretože ľudské telo má nízky odpor, pri práci s elektrickými spotrebičmi je potrebné použiť aspoň gumové rohože. Vzhľadom na nepredvídateľnosť vzhľadu napätia kontaktu na tele zariadenia by takéto opatrenie nebolo zbytočné.
  • Režim sledovania elektrických inštalácií na zabránenie abnormálnej prevádzky atď.

Odporúčame si prečítať:

  • Čo je statická elektrina?
  • Požiadavky na prenosné uzemnenie
  • Účel a rozdiel od seba uzemnenia a uzemnenia

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár