Рассчитать силу тока Ih, протекающего через тело человека, стоящего на изолированном основании, при прикосновении к двум фазам трёхфазной системы с линейным напряжением 380 В и частотой 50 Гц.
2. Рассчитать силу тока Ih, протекающего через человека, стоящего на земле (токопроводящем основании), при прикосновении к одной из фаз трёхфазной системы напряжением 380 В и частотой 50 Гц с изолированной нейтралью и с глухозаземленной нейтралью.
Указания к выполнению задачи. Начертить схемы замещения с указанием на них расчётных параметров. Сопротивление тела человека Rh в расчётах принять равным 1000 Ом, сопротивлением земли пренебречь. По результатам расчётов сделать вывод, является ли полученное значение тока Ih безопасным для человека.
Исходные данные к задаче 1.
Первая цифра варианта Сопротивление заземления нейтрали R0, Ом Вторая цифра варианта Сопротивление обуви Rоб, кОм Третья цифра варианта Сопротивление изоляции линейного провода относительно земли Rиз, кОм Ёмкость линейного провода относительно земли C, мкФ
2 1,8 7 920 3 10 0,09
Решение
Непосредственно соприкосновение с токоведущими частями установок, находящимися под напряжением, связано с опасностью поражения током. При этом степень опасности и возможность поражения электрическим током зависят от того, каким образом произошло прикосновение человека к проводникам, находящимся под напряжением.
Возможны два случая прикосновений:
1) к двум линейным проводам одновременно;
2) к одному линейному проводу.
Двухфазное прикосновение. Прикосновение к двум линейным проводам (двум фазам) одновременно (рис. 1 а) является чрезвычайно опасным, поскольку к телу человека в этом случае прикладывается наибольшее возможное в данной сети напряжение — линейное. Ток, протекающий через тело человека, равен
Ih = UлRч = 3UфRч.
где Iч— ток, протекающий через тело человека, в А;
Uл— линейное напряжение установки в В;
Uф— фазовое напряжение в В;
Rч— сопротивление человека в Ом.
В сети с линейным напряжением 380 В и при сопротивлении тела человека 1000 Ом через человека будет проходить ток, равный Iч =380/1000 = 0,38 А. Такой ток является, безусловно, опасным для жизни человека.
д)
Рис. 1. Схема пути электрического тока (схема замещения):
а— при двухфазном прикосновении; б — при однофазном прикосновении в системе с заземленной нейтралью; в — при однофазном прикосновении в системе с изолированной нейтралью; г — при однофазном прикосновении в системе при наличии емкости; д – схема замещения прикосновения человека к фазному проводу четырех проводной сети с нейтралью
Случаи двухфазного прикосновения человека происходят очень редко. Достаточно сказать, что из всех случаев электропоражений с тяжелым исходом на долю одновременных прикосновений к двум фазам приходится от 3 до 10%.
Однофазное прикосновение
. В 90—97% случаев, повлекших тяжелые электропоражения, имело место прикосновение к одной фазе,. Однако прикосновение к одной фазе является значительно менее опасным, чем двухфазное прикосновение. Объясняется это тем, что при однофазном прикосновении напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т. е. меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, протекающий через тело человека. Кроме того, на величину этого тока влияет также режим нейтрали источника тока, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.
Нейтрали генераторов и трансформаторов могут быть выполнены либо глухозаземленными, либо изолированными от земли. Глухозаземленной называется нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, трансформаторы тока и т. д.). Изолированной называется нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (например, компенсационные катушки, трансформаторы напряжения и т. д.).
На рис. 1 б и в показаны схемы электрических сетей с заземленной и изолированной нейтралью.
Однофазное прикосновение в сети с глухозаземленной нейтралью. При таком прикосновении (рис. 1 б) ток, протекающий через тело человека, определяется фазовым напряжением сети, сопротивлением тела Rч, сопротивлением Rп пола и почвы на участке от ступней ног до заземляющего устройства, сопротивлением обуви Roб и сопротивлением заземления нейтрали источника тока R0:
Ih = UфRч+Rп+Rоб+R0 = Uл3(Rч+Rп+Rоб+R0).
Ih = 3803(1000+0+920000+1,8).= 0,000238 А ≈ 0,2 мА.
При линейном напряжении Uл = 380 В через тело человека будет протекать ток, равный 0,2 мА