Напряжение прикосновения

Електронебезпека. Напруга кроку та дотику

Електронебезпека. Напруга дотику, напруга кроку

Дія електричного струму на людину матиме місце лише в тому випа­дку, коли людина стала елементом замкнутого електричного кола, тобто доторкнулась одночасно до двох точок електричної мережі, між якими існує різниця потенціалів. У такому випадку небезпека ураження людини залежить від напруги мережі, режиму її нейтралі, якості ізоляції струмоп-ровідних частин від землі і т.д.

За режимом роботи електричні мережі поділяються на мережі по­стійного і змінного струму (одно- та багатофазні). До багатофазних ме­реж належать трифазні мережі з ізольованою нейтраллю та глухозаземле-ною нейтраллю.

Ізольована нейтраль — це нейтраль генератора чи трансформатора, яка ізольована від заземлювального пристрою або приєднана до нього че­рез апарати з великим опором.

Глухозаземлена нейтраль — це нейтраль генератора чи трансформа­тора, яка через заземлювач має надійний контакт з землею.

Згідно з даними статистики більше 50% нещасних випадків (серед електротравм) трапляються у результаті безпосереднього дотику людини до відкритих струмопровідних частин обладнання. Небезпека такого до­тику визначається силою струму, який протікає через тіло людини.

Схема вмикання людини до електричної мережі є дуже важливим фактором, що визначає важкість наслідку ураження струмом. Людина включається в мережу, одночасно дотикаючись до двох фаз, до однієї фа­зи і землі, до двох фаз і землі або нульового провідника, до двох точок землі, що мають різні потенціали. Найхарактернішими є перші дві схеми. Першу схему називають двофазним, а другу — однофазним вмиканням до електричної мережі Двофазне вмикання є найнебезпечнішим, оскільки при ньому людина опиняється під повною лінійною напругою мережі. При цьому дія струму на людину не залежить від ізоляції її від підлоги.

Менш небезпечним, порівняно з двофазним, при нормальному режи­мі роботи електромережі буде однофазне вмикання, оскільки напруга, що діє на людину, менша за лінійну в 1,73 рази. Відповідно меншою буде си­ла струму, що проходить через людину. На силу цього струму впливає також режим нейтралі електроустановки, опір підлоги, на якій стоїть лю­дина, опір її взуття, ємності фаз відносно землі тощо.

Однофазне вмикання до мережі напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю при нормальному режимі роботи мережі і надійній ізоляції фаз може бути безпечним для людини.

При порушенні нормального режиму роботи мережі з ізольованою нейтраллю, коли має місце замикання однієї з фаз на землю, небезпека ураження зростає, і якщо доторкнутись до однієї фази мережі з ізольова­ною нейтраллю, яка перебуває в такому режимі, то дія струму буде майже рівнозначною як і двохфазному увімкненні.

У мережах напругою вище 1000 В небезпека однофазного і двофаз­ного вмикання практично однакова і не залежить від режиму нейтралі. Будь-яке з таких доторкань є дуже небезпечним, оскільки сила струму, що проходить через людину, завжди перевищує смертельно небезпечну.

Враховуючи те, що сила струму залежить від опору тіла, тривалості дії, інших факторів, при встановленні межі небезпечних умов орієнту­ються не на силу струму, а на припустиму безпечну напругу дотику.

Напруга дотику (Uд)- це різниця потенціалів між двома точками ла­нцюга струму, до яких одночасно дотикається людина. Вище було пока­зано, коли ця різниця може дорівнювати лінійній чи фазній напрузі. Ко­ли ж трапляється порушення ізоляції в електричній установці, корпус якої ізольований від землі (не заземлений), то на цьому корпусі з’являється фазна напруга (Uф), і дотик до такого корпусу за небезпекою буде рівнозначним дотику до фазного провідника. Людина, що стоїть на землі, доторкнувшись до цього корпусу, опиниться під фазною напругою.

В тому ж разі, коли корпус заземлено, то потенціал на ньому (φк) бу­де дорівнювати добутку струму замикання на землю на величину опору заземлення і коливатиметься в межах від нуля до Uф. Такий же самий по­тенціал буде створений і на поверхні землі біля центру заземлювача. З віддаленням від центру заземлювача потенціал на поверхні ґрунту (φґ) поступово знижуватиметься, створюючи зону розтікання струму радіусом до 20 м, за межами якої φґ дорівнює нулю. Напруга дотику людини, що стоїть на землі і торкається корпуса заземленої установки буде визнача­тися різницею потенціалів корпусу і поверхні ґрунту, на якій стоїть лю­дина (Uд = φк — φґ), і залежати від відстані між корпусом (а отже і люди­ною) та заземлювачем. Його величина буде тим більшою, чим більшою буде відстань між установкою і заземлювачем і дорівнювати нулю, якщо установка розташована безпосередньо над заземлювачем.

Граничнодопустимі значення напруги дотику та сили струму для нормального(безаварійного) та аварійного режимів електроустановок при проходженні струму через тіло людини по шляху „рука — рука», „рука -нога» регламентуються ГОСТ 12.1.038-82. при змінному струмі частотою 50 Гц вони становлять відповідно не більше 2 В і 0,3 мА.

Напруга кроку- різниця потенціалів двох точок на поверхні ґрунту, що знаходяться в зоні розтікання струму на відстані кроку одна від одної, на яких одночасно стоїть людина. Це може статися при обриві однієї з фаз повітряних ліній електропередач. При цьому навкруги точки дотику провідника із землею виникає зона, що перебуває під напругою. При від­далені від місця дотику провідника із землею щільність струму в землі зменшується, оскільки збільшується об’єм, через який проходить струм, і на певній відстані вона може практично дорівнювати нулю. Людина, що стоїть на точках з різними потенціалами, підпадає під дію різниці потен­ціалів цих двох точок, або під дію напруги кроку. При цьому струм про­ходить через тіло людини по шляху «нога-нога».

Напруга кроку залежить від відстані до місця замикання на землю, довжини кроку, характеру розповсюдження потенціалу в зоні розтікання струму та інших чинників.

Незважаючи на те, що при напрузі кроку струм проходить через тіло людини шляхом «нога-нога», який є менш небезпечним за інші, навіть невелика напруга у 60-70 В викликає мимовільні судомні скорочення м’ язів ніг, що призводить до падіння людини, при цьому струм може проходити шляхом «рука-нога», через життєво важливі органи.

Важкі наслідки ураження напругою кроку пояснюються незнанням елементарних заходів безпеки і правил виходу із зони розтікання струму. При виявленні замикання на землю забороняється наближатися до місця стікання струму на відстань менше 4 м — у закритих приміщеннях і мен­ше 8 м — на відкритій місцевості. Для надання допомоги постраждалому потрібно користуватись електрозахисними засобами (діелектричним взуттям, рукавичками). У загрозливій ситуації при виході з небезпечної зони слід віддалятись від місця замикання застосовуючи ходу «п’ятка-носок».

>3.Технические меры и средства

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ.

3.1. Виды прикосновений.

Поражение электрическим током происходит в результате прикосновения или недопустимого приближения человека к металлическим частям, находящимся или оказавшимся под напряжением.

Прикосновения к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением (оголенные провода, клеммы, шины и т. п.), называют прямыми; прикосновения к нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением (металлические корпуса электрооборудования), называют косвенными.

Различают однополюсные и двухполюсные прикосновения. При однополюсном прикосновении человек, стоящий на земле, одной рукой касается неизолированной токоведущей части или корпуса электроприемника, оказавшегося под напряжением. Ток протекает по петле: рука – нога. При двухполюсном прикосновении человек, изолированный от земли, двумя руками касается неизолированных проводов разных фаз или фазного и нулевого провода. Изоляция человека от земли может обеспечиваться сопротивлением пола и обуви. Петля тока: рука – рука.

Наиболее опасным является прямое двухполюсное прикосновение.

Однополюсные прикосновения, как прямое, так и косвенное, в установках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью также опасны.

Прямые прикосновения случаются, как правило, по вине человека – самого пострадавшего, либо должностного лица, не обеспечившего безопасность. Косвенные прикосновения происходят из-за повреждения изоляции, как правило, не по вине человека и могут рассматриваться как отказ техники.

3.2. Номенклатура видов защиты.

В соответствии с ГОСТ 12.1.019 – 79 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты» для обеспечения безопасности при прямых прикосновениях необходимо применять следующие технические способы и средства:

• защитные оболочки;

• защитные ограждения (временные и стационарные);

• безопасное расположение токоведущих частей;

• изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная);

• изоляция рабочего места;

• малое напряжение;

• защитное отключение;

• предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Для защиты от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях применяют следующие способы и средства:

• защитное заземление;

• зануление;

• выравнивание потенциала;

• система защитных проводов ( уравнивание потенциалов);

• защитное отключение;

• изоляция нетоковедущих частей;

• электрическое разделение сети;

• малое напряжение;

• контроль изоляции;

• средства индивидуальной защиты.

Технические способы и средства защиты применяют раздельно или в сочетании друг с другом так, чтобы обеспечивалась оптимальная защита.

3.3. Меры по обеспечению электробезопасности на производстве.

3.3.1. Защитные оболочки, ограждения. Безопасное расположение токоведущих частей. Для защиты от случайного прикосновения к неизолированным токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние они располагаются на недоступной высоте или в недоступном месте.

Если токоведущие части доступны для людей, то они могут закрываться ограждениями или заключаться в оболочки. Ограждения обычно закрывают токоведущие части не со всех сторон, то есть обеспечивают частичную защиту от прикосновения. Ограждения могут быть временными или стационарными, сплошными или сетчатыми. Оболочки обеспечивают различную степень защиты вплоть до полной защиты от:

• соприкосновения с токоведущими частями и попадания твердых тел;

• проникновения воды внутрь оболочки.

Степени защиты оболочек и их маркировка установлены ГОСТ 14254 – 80 «Изделия Электротехнические. Оболочки. Степень защиты» и ГОСТ 14255 «Аппараты электрические на напряжение до 1000 В. Оболочки. Степени защиты».

При использовании указанных способов защиты должны быть соблюдены установленные правилами изоляционные расстояния от токоведущих частей до ограждений, оболочек, а также до работающего поблизости человека с учетом всех его возможных поз и используемых инструментов и приспособлений.

3.3.2. Изоляция токоведущих частей. ГОСТ 12.1.009 – 76 «Электробезопасность. Термины и определения» различает следующие виды изоляции: рабочую, дополнительную, двойную, усиленную.

Рабочая изоляция обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения электрическим током.

Дополнительная изоляция предусмотрена наряду с рабочей изоляцией для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.

Двойной называется изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Материалы, используемые для рабочей и дополнительной изоляции, имеют различные свойства, что делает маловероятным одновременное их повреждение.

Усиленная изоляция – это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция, но конструктивно выполненная так, что каждую из составляющих изоляции отдельно испытать нельзя.

С двойной изоляцией изготавливаются отдельные электротехнические изделия, например, ручные светильники, ручные электрические машины (электроинструмент), разделяющие трансформаторы. Часто в качестве дополнительной изоляции используется корпус электроприемника, выполненный из изоляционного материала. Такой корпус защищает от поражения электрическим током не только при пробое изоляции внутри изделия, но и при случайном прикосновении рабочей части инструмента к токоведущей части.

Усиленная изоляция используется только в тех случаях, когда двойную изоляцию затруднительно применить по конструктивным причинам, например, в выключателях, щеткодержателях и др.

Изделия, имеющие двойную изоляцию и металлический корпус, запрещается заземлять или занулять. На паспортной табличке такого изделия помещается знак – квадрат внутри квадрата.

При эксплуатации электроинструмента с двойной изоляцией необходимо ежемесячное испытание изоляции мегаомметром, а при каждой выдаче для работы – проверка отсутствия замыкания на корпус.

3.3.3. Изоляция рабочего места. Согласно ПУЭ этот способ защиты применяется при невозможности выполнения заземления, зануления и защитного отключения.

ГОСТ 12.1.019 – 79 предусматривает изоляцию пола, настила, площадки и т.п., а также металлических деталей в области рабочего места, потенциал которых отличается от потенциалов токоведущих частей, и прикосновение к которым является предусмотренным или возможным.

Допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок при условии, что прикосновение к незаземленным (незануленным) частям возможно только с этих площадок и исключена возможность одновременного прикосновения к электрооборудованию и частям здания или другого оборудования.

3.3.4. Малое напряжение. В соответствии с ГОСТ 12.1.009 – 76 малым называется номинальное напряжение не более 50 В переменного и не более 110 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током.

Малое напряжение применяется, например, для питания ручного электрифицированного инструмента (класса III); местного освещения на станках4 ручных светильников в помещениях с повышенной и особой опасностью; светильников общего освещения с лампами накаливания при высоте их подвеса менее 2,5 м. При работах в особо неблагоприятных условиях должны применяться ручные светильники напряжением не выше 12 В.

3.3.5. Защитное отключение. Определение этого способа защиты дается в ПУЭ: это быстродействующее автоматическое отключение всех фаз участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.

Указанные безопасные сочетания тока и времени установлены ГОСТ 12.1.038 – 82 «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов». Например, при времени воздействия не более 0,1 с допустимый ток через тело человека составляет 500 мА, при 0,2 с – 250 мА, при 0,5 с – 100 мА и т.д. Следовательно, защита обеспечивается быстрым отключением электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Другими словами, электрозащитная функция УЗО заключается в ограничении не тока через человека, а времени его протекания.

Современные устройства защитного отключения (УЗО) имеют быстродействие от 0,03 до 0,2 с.

УЗО создаются на различных принципах действия. Наиболее совершенным является УЗО, реагирующее на ток утечки (дифференциальный ток). Достоинство его состоит в том, что оно защищает человека от поражения электрическим током не только в случае прикосновения к металлическим корпусам, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции, но и при прямом прикосновении к токоведущим частям. Именно такие УЗО ГОСТ 12.1.019 – 79 относит одновременно к средствам защиты как от косвенных, так и от прямых прикосновений.

Кроме того, УЗО выполняет еще одну важную функцию – защиту электроустановок от возгораний, первопричиной которых являются утечки, вызванные ухудшением изоляции. Известно, что более трети пожаров возникает от неисправностей электропроводок, поэтому вполне справедливо УЗО называют «противопожарным сторожем».

Применение высокочувствительных УЗО приводит к необходимости поддержания изоляции электрических сетей и потребителей на должном уровне, то есть в конечном счете требует повышения культуры эксплуатации электроустановок. В противном случае неизбежны частые перерывы электроснабжения потребителей по причине ложных срабатываний УЗО от естественных (фоновых) токов утечки.

УЗО состоит из трех функциональных элементов: датчика, исполнительного органа и коммутационного устройства. Датчик улавливает токи утечки, стекающие с фазных проводов на землю в случае прямого прикосновения человека или повреждения изоляции. Сигнал о наличии тока утечки поступает в исполнительный орган, где усиливается и преобразуется в команду на отключение коммутационного устройства.

УЗО является высокоэффективным и перспективным способом защиты. Оно используется в электроустановках до 1 кВ в дополнение к защитному заземлению (занулению), а также в качестве основного или дополнительного способа защиты, когда другие способы и средства неприменимы или малоэффективны.

3.3.6. Сигнализация, блокировка, знаки безопасности. Сигнализация (звуковая, световая) применяется в дополнение к другим способам и средствам защиты. Чаще всего она предупреждает о наличии напряжения на электроустановке или ее части. Имеются устройства, сигнализирующие о недопустимом приближении к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Таковы сигнализаторы, встроенные в монтерскую защитную каску, или устройства, подающие звуковой и световой сигналы при приближении стрелы автокрана к проводам воздушной линии.

Недоступность токоведущих частей может обеспечиваться применением различного рода блокировок (электрических, механических и др.) Блокировки исключают доступ к токоведущим частям, пока с них не снято напряжение, либо обеспечивают автоматическое снятие напряжения при появлении возможности прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям. Часто блокировка применяется совместно с сигнализацией.

Плакаты и знаки безопасности относятся к электрозащитным средствам. По своему назначению они делятся на предупреждающие, запрещающие, предписывающие и указательные, а по характеру применения могут быть постоянными и переносными.

Перечень, размеры, форма, места и условия применения плакатов и знаков безопасности регламентированы Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках.

3.3.7. Электрическое разделение сети. Как самостоятельный способ защиты или в дополнение к другому, например, к малому напряжению, можно применять разделение сети на отдельные, электрически не связанные между собой участки. Для этого применяют разделяющий трансформатор. По ГОСТ 12.1.009 – 76 это специальный трансформатор, предназначенный для отделения приемника энергии от первичной сети и сети заземления.

Способ отличается высокой эффективностью защиты, применяется в установках до 1 кВ, работающих в условиях повышенной и особой опасности (например, ручной электроинструмент). Недостатком способа является его неэкономичность (для каждого электроприемника нужен разделяющий трансформатор или преобразователь).

3.3.8. Контроль изоляции. Поддержание сопротивления изоляции на высоком уровне уменьшает вероятность замыканий на землю, на корпус и поражений людей электрическим током. Контроль изоляции может быть приемосдаточным, периодическим или постоянным (непрерывным).

В мало разветвленных сетях с изолированной нейтралью, где емкость фаз относительно земли невелика, сопротивление изоляции является основным фактором безопасности. Поэтому ПУЭ требует в сетях до и выше 1 кВ с изолированной нейтралью осуществлять постоянный контроль изоляции.

В сетях с большой емкостью и в сетях с заземленной нейтралью сопротивление изоляции не определяет безопасности, однако повреждение изоляции может стать причиной поражения при прикосновении к изолированной токоведущей части. Поэтому и в таких сетях должен проводиться контроль изоляции, правда, можно ограничиться периодическим контролем.

Правила предусматривают проведение периодических проверок сопротивления изоляции магаомметром.

Безопасно ли напряжение прикосновения

Начнем с того, что именно опасно? Напряжение само по себе не представляет особой опасности. Разрушающие и опасные воздействия оказывает электрический ток. Однако от величины напряжения зависит вероятность получить удар током. Безопасным считается напряжение переменного тока 42 Вольта, ранее считали 36 В. Оно применяется для обустройства переносных светильников и для питания электроинструмента, при работе в труднодоступных местах, в гаражах, подвалах, влажных помещениях, а также в местах временных работ. Но напряжение прикосновение и безопасное напряжение для человека это немного разные вещи.

Действие электрического тока на человека губительно, он может вызвать фибриляционное сокращение сердца и смерть, поэтому величины допустимых напряжений и токов прописаны в нормативных документах. Согласно нормам, описанным в ГОСТ 12.1.038-82 напряжение прикосновения в нормальных условиях (без аварий) не должно быть больше:

• при переменном токе с частотой 50 Гц – 2 В (ток – 0,3 мА);
• при переменном токе с частотой 400 Гц – 3 В (ток – 0,4 мА);
• при постоянном токе – 8 В (ток – 1 мА);

Это предельно допустимые значения при воздействии до 10 минут в сутки. Стоит отметить, что для людей, которые работают при температурах больше чем 25°С и относительной влажности более 75% эти значения уменьшают в 3 раза.

Так как напряжение прикосновения измеряется между местом положения человека на земле (его контакта с проводящей поверхностью) и местом касания электрооборудования – из этого следует, что оно зависит от места расположения в помещении, точнее относительно точки заземления. Чем дальше вы стоите в момент, когда коснулись опасного прибора, на чьем корпусе оказался потенциал (от точки заземления), тем больше величина напряжения прикосновения.

Стоит отметить еще несколько определений:

1. Зона растекания. Такая площадь на земле, за пределами которой потенциал, возникший, при протекании тока замыкания на землю, равен нулю. За пределами зоны растекания напряжение прикосновения численно равняется величине потенциала на поверхности, которой касаетесь.
2. Шаговое напряжение. Это напряжение между двумя точками на земле (грунте) вокруг места замыкания токоведущей части на землю. Смысл состоит в том, что если возле вас упал высоковольтный кабель, двигаться от него нужно мелкими приставными шагами, не отрывая ноги друг от друга и от земли, таким образом уменьшая расстояния между шагами. Потенциал от точки замыкания на землю убывает по экспоненте. Это значит, что в месте замыкания на землю – он равен потенциалу замыкаемого проводника, а за пределами зоны растекания нулю. Тогда напряжение между этими двумя точками равняется напряжению замкнутого кабеля.

Вы должны были заметить, что напряжение прикосновения, зона растекания и шаговое напряжение связаны между собой.

Пути снижения опасности

Давайте разберемся, как защитится от напряжения прикосновения. Чтобы снизить опасность возникновения потенциала на корпусах электроприборов нужно, во-первых, обеспечить надежное заземление. Причем сопротивление переходного контакта заземлителя (металлосвязь) не должно превышать 0,01 Ома. Место соединения должно быть надежно закреплено болтом или сваркой, его нужно регулярно проверять.

Во-вторых – прежде чем включать приборы после долгого простоя и вообще старые (более 10 лет) нужно проверить качество изоляции проводов и кабелей, для этого используют мегаомметр. Ориентировочно – сопротивление изоляции должно быть на уровне 1 МОм (мегаом) на 1 кВ. Для электросети 220-380 Вольт достаточно и 0,5 МОм.

Для снижения возможности поражения электрическим током необходимо устанавливать УЗО или дифавтомат. Их назначение – защита людей от поражения током. Но здесь нужна система заземления TN-C-S или TN-S, то есть в сети должны присутствовать отдельные провода PE и N, но никак не совмещенный нулевой провод. Необходимо выполнять требования защиты, иначе УЗО не будет корректно выполнять свои задачи.

Расчет напряжения прикосновения

В сетях с изолированной нейтралью напряжение прикосновения рассчитывается по формуле:

Uприк=Фземли-Фкорпуса

Потенциал земли уменьшается с удалением от точки заземления, это проиллюстрировано на картинке выше. В случае, когда заземлитель один – самое опасное касание будет корпуса того прибора, который расположен от заземлителя дальше всех. Поэтому заземляющих контур должен объединять всю площадь помещения и обеспечивать равномерное уравнивание потенциалов.

Полностью формула, учитывающая все сопротивления (касания, зоны растекания), выглядит следующим образом:

U=Фзa1a2,

Где a1 – коэффициент U прикосновения, на него влияет форма кривой падения потенциала, a2 – коэффициент касания, учитывает сопротивление растекания по площади, на которой стоит человек, обуви, изоляции фазы от земли.

В сетях с глухозаземленной нейтралью, когда человек оказывается под действием напряжения ниже чем линейное (при линейном 380В, фазное равно 220В) ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением обуви, пола (земли) и тела.

Способы измерения

При введении и плановых проверках состояния электроустановок проводят измерение напряжения прикосновения, давайте узнаем о порядке измерения. Сначала отключают нулевой провод от электрощита. Затем измеряют сопротивление милиомметром или измерителем заземляющих контуров, типа MRU-101. Затем собирают схему, где на расстоянии не менее 25 м от заземлителя (на рисунке цифра 2) устанавливают штырь на глубину 25-30 см и электрод, аналогичный ступне человека (на рисунке обозначен цифрой 3). Между заземлителем и штырем подают напряжение V1. Вольтметр V2 – напряжение прикосновения. Параллельно ему установлен резистор на 1000 Ом (имитация сопротивления тела человека) и разъединитель (когда он замкнут выполняется измерение).

Так выглядит электрод, который имитирует ступню человека:

Где 1 – прокладка из сукна (влажная), 2 – проводящая пластина из меди, 3 – диэлектрик, 4 – рукоятка, 5 – подключаемый к измерителю провод.

Другой способ называют «метод вольтметра-амперметра». На рисунке R2 – сопротивление тела:

Вольтметр измеряет напряжение прикосновения, амперметр – ток через заземлитель. В качестве источника напряжения можно использовать трансформатор с характеристиками:

• Uвых = 500 В;
• Pном = 100 кВа;

Альтернативы: автономный генератор, трансформатор собственных нужд. Ноль вторичной обмотки – заземлить.

На видео ниже наглядно демонстрируется специальный прибор для измерения напряжения прикосновения:

Чем опасно напряжение прикосновения? Вас может ударить током, ведь на поверхности прибора находится потенциал электропитающей сети. Бытовые приборы с питанием 220, например электроплита, опасны, а промышленные сети 380 вольт и тяжелые условия работы только усугубляют влияние напряжения прикосновения на человека. Для того, чтобы избежать поражения, кроме профилактических мер в электросети нужно иметь минимальный набор средств индивидуальной защиты, например диэлектрические перчатки и ботинки при работе в электроустановках и соблюдать все меры защиты, прописанные в нормативных документах и регламентом предприятия.

Будет полезно прочитать:

• Как пользоваться мегаомметром
• Проверка сопротивления изоляции кабеля
• Защитные средства, применяемые в электроустановках до 1000В
• Как сделать заземление в частном доме

Что такое напряжение прикосновения

Напряжением прикосновения называется электрическое напряжение, возникающее на теле человека или животного в момент одновременного его контакта с парой точек проводника под напряжением или с парой проводящих частей электрического оборудования, например — с проводом в поврежденной изоляции.

Вообще понятие «напряжение прикосновения» относится к двум открытым для контакта проводящим частям либо к открытой проводящей части и месту на поверхности земли или пола, на котором стоит человек или животное. Если даже человек или животное не находятся в данный момент на указанном месте, можно по крайней мере судить об ожидаемом напряжении прикосновения, то есть о его предполагаемой величине.

Опасность напряжения прикосновения

Если изоляция электрического оборудования, или изоляция питающих проводов, линий, хотя бы частично повреждена, то велика вероятность того, что на корпусах такого оборудования и на конструкциях, с которыми данное оборудование находится в контакте, появится определенное напряжение.

К примеру, стоящий на земле человек дотрагивается до каркаса какой-нибудь установки, который (каркас) по какой-то причине оказался под напряжением, хотя и заземлен при этом. В таком случае разность потенциалов между точками на земле, где расположены стопы человека, и корпусом, в том месте где происходит контакт, и будет численным значением напряжения прикосновения.

Если данное напряжение безопасно (в пределах 2 вольт переменного напряжения), то нет причин для волнения, но если оно значительно выше (если хотя бы превышает 36 вольт переменного), то это может быть опасно.

По мере того, как человек удаляется от места заземления установки, величина напряжения прикосновения для него увеличивается. За пределами зоны растекания тока от установки, напряжение прикосновения будет равно напряжению непосредственно на корпусе оборудования относительно земли. Здесь зона растекания — это та часть земли, за пределами которой потенциал при замыкании частей установки под напряжением на землю принимается равным нулю.

Главный путь защиты от поражения электрическим током — надежная изоляция

Основные способы защиты людей от попадания под напряжение прикосновения — изоляция токоведщих частей электрооборудования, расположение опасных частей на недосягаемой без специального оснащения высоте, установка ограждений и сигнализации опасного приближения, наличие плакатов и знаков, предупреждающих об опасности, и конечно диэлектрические средства индивидуальной защиты. Между тем ни один из перечисленных способов защиты не является универсальным, поэтому лучше применять сразу несколько.

Итак, наличие надежной изоляции токоведущих частей — вот главное условие безопасности при эксплуатации электроустановок. Важнейшая характеристика изоляции — ее сопротивление.

Согласно ПУЭ, сопротивление изоляции кабелей, даже тех, которые работают при напряжении ниже 1000 вольт, не должно быть ниже 0,5 МОм для провода каждой из фаз, а для обмоток статоров электродвигателей регламентированное значение доходит до 1 МОм при комнатной температуре!

Суть в том, что когда человек касается, к примеру оголенного провода, ток через его тело определяется сопротивлением непосредственно тела и напряжением прикосновения в текущих условиях. Но когда человек касается изолированного провода, то сопротивление изоляции включается в цепь последовательно с телом человека, и падение напряжения, а так же ток через тело, получаются значительно меньше, и человек в данных условиях оказывается более защищен от поражения током.

Смотрите также: Напряжение прикосновения в электробезопасности на примере из практики

Андрей Повный

>Напряжения прикосновения и шага

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 17

>1. Цель работы

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

2. 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 .

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 (, табл. 3.1, п.9):

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

Подставив это значение в выражение для получим: