Измерение напряжения прикосновения MRP-120

2. Анализ опасности напряжения прикосновения.

15.12.2011 11:30

(1 голос, среднее 5.00 из 5)

Напряжение прикосновения – это напряжение, появляющееся на теле человека при прикосновении к двум точкам цепи тока, в том числе при повреждении изоляции между частями электроустановок, которых одновременно касается человек.

Для человека, который стоя на грунте, касается оказавшегося под напряжением заземленного корпуса:

U_пр = φ_р— φ_н

Потенциал руки есть напряжение корпуса относительно земли φ_з= φ_р, равен потенциалу на заземлителе

Потенциал ног, стоящих в точке А, равен потенциалу основания в этой точке, находящейся на расстоянии x от заземлителя

, тогда

, где

— коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой.

или 

при x = x_з — α=0,  U_пр=0

при x → ∞,  α = 1, U_пр → U_з = U_max (уже при х большем 20 м).

Вывод: чем дальше от заземлителя, тем опаснее прикосновение.

, а разность (φ_з – φ_осн) оказывается приложенной к R_h с учетом R_доп.

– коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях.

Тогда

а) U_пр при одиночном заземлителе.

Пусть имеется несколько электродвигателей, корпусы которых заземлены с помощью одиночного заземлителя. При замыкании на корпус одного из них на заземлителе и на всех присоединенных к нему металлических частях, в том числе на корпусах других электродвигателей, появится потенциал φ_з.

Поверхность вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изменяющийся по кривой, зависящей от формы и размеров заземлителя.

U_пр=φ_з – φ_осн.

Если человек коснулся двигателя 2, то напряжение прикосновения определяется отрезком АВ, т.е. формой потенциальной кривой и растеканием до заземлителя.

1) При x=20м (случай 1) x→∞, φ_осн=0, U_пр=φ_з, α₁ =1. Это наиболее опасный случай.

2) При x=x_з – человек стоит непосредственно на заземлителе (случай 3). U_пр=0, α₁ =0. Это безопасный случай. Человек не подвергается воздействию напряжения прикосновения, хотя и находится под потенциалом заземлителя.

3) X=0 – 20м. Напряжение прикосновения плавно возрастает от 0 до φ_з, а α – от 0 до 1.

б) Напряжение прикосновения при групповом заземлителе.

На участке между электродами все точки поверхности земли имеют потенциал отличный от нуля. Поэтому в любом месте напряжение прикосновения меньше потенциала заземлителя и α₁

U_пр=0 и α₁=0 также когда человек стоит непосредственно на заземлителе, входящем в состав группового заземлителя.

Наибольшие напряжения прикосновения находятся в точках, равноудаленных от заземлителей. Например, при размещении электродов по вершинам или сторонам правильного многоугольника, максимальное напряжение прикосновения находится в центре этих фигур.

Если электроды образуют сетку, то внутри каждой клетки наибольшее напряжение прикосновения будет точно в центре, причем в угловых клетках напряжения прикосновения будут больше, чем в других.

Вывод: разность потенциалов внутри клетки (сетки) меньше, следовательно, опасность меньше, чем при одиночном заземлителе, а за пределами сетки опасность такая же, как у одиночных.

Обновлено 25.04.2018 03:26
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Измерение напряжения прикосновения

При измерениях в процессе приемо-сдаточных испытаний и при периодических измерениях в эксплуатации рекомендуется применять метод амперметра — вольтметра.

Метод амперметра — вольтметра при повторно-кратковременном приложении напряжения до 500 В промышленной частоты (длительность импульсов 0,05—0,1 с, длительность пауз 5—10 с) позволяет получить большое значение измерительного тока при обеспечении электробезопасности производства измерений без специально принимаемых мер. Сущность метода амперметра — вольтметра заключается в одновременном измерении тока (измерительного), стекающего с заземлителя, и напряжения прикосновения, обусловленного этим током.

Измерительная цепь (рис. 7.8) состоит из источника питания (ЭДС или тока), испытуемого заземлителя ЗУ, токового электрода Т, потенциального электрода П, проводов и измерительных приборов.

При использовании метода амперметра — вольтметра в качестве источника ЭДС могут применяться трансформатор собственных нужд, разделительный трансформатор с вторичным напряжением до 500 В и мощностью до 100 кВ-А, питающийся от трансформатора собственных нужд, автономный генератор.

Для осуществления повторно-кратковременного режима приложения напряжения рекомендуется применять бесконтактный тиристорный короткозамыкатель с регулируемой длительностью импульсов и пауз.

При использовании трансформатора собственных нужд схема токовой цепи собирается в соответствии с рис. 7.9. Нейтраль вторичной обмотки трансформатора при этом заземляется. Если имеется возможность изменять место заземления нейтрали, ее заземление следует выполнять в точке А в соответствии с указаниями для заземления вторичной обмотки разделительного трансформатора.

При использовании тиристорого короткозамыкателя (ЭКЗ) он включается последовательно в токовую цепь. При использовании разделительного трансформатора токовая цепь выполняется в соответствии с рис. 7.9, б.

Измерительный ток и точность измерения напряжений прикосновения зависят от сопротивления и расположения токового электрода.

Сопротивление токового электрода, как правило, не должно превышать сопротивление испытываемого заземлителя более чем в 20 раз.

Расстояние между ближайшей частью испытываемого заземлителя и токовым электродом должно быть не менее 1,5 О (О — больший линейный размер заземлителя в плане, но не менее 20 м. Если заземлитель имеет внешний замкнутый контур, то О—большая диагональ). Токовый электрод не должен располагаться вблизи подземных металлических коммуникаций (трубопроводы, кабели с металлической оболочкой и броней) или железобетонных оснований и фундаментов, имеющих металличесую связь с испытываемым за-землителем или проходящих вблизи него.

Рисунки к данной главе:

Аналогичные главы в дргуих документах:

Уменьшение — напряжение — прикосновение

Уменьшение напряжения прикосновения и шага достигается путем выравнивания потенциалов, при котором осуществляется более плавное изменение потенциальной кривой. В электроустановках выше 1000 В выравнивание потенциалов производится путем устройства специальных заземлителей, соединенных между собой. В качестве примера да рис. 7 приведена картина распределения потенциалов и напряжений прикосновения в электрическом поле. Из сравнения следует, что в поле заземлителя, приведенного на рис. 8, кривые распределения потенциала и напряжений прикосновения более пологи, а величины напряжений прикосновения и шага много меныне.
 

Снижение тока замыкания на землю приводит не только к уменьшению напряжения прикосновения и шага, но и способствует гашению дуги между токоведу-щими и заземленными частями в случае их соединения и ликвидации повреждения — замыкания на землю. Поэтому компенсирующие катушки иногда называют дугогасящими.
 

Поэтому на малых площадях / j / S мало) можно добиться уменьшения напряжения прикосновения путем применения относительно длинных вертикальных электродов без учащения сетки.
 

Целью защитного заземления является уменьшение напряжения на заземленном оборудовании в момент протекания тока замыкания на землю, а также выравнивания напряжения в зоне растекания тока и тем самым уменьшения напряжения прикосновения и шага.
 

В производственных помещениях напряжения прикосновения еще более уменьшаются за счет выравнивания потенциалов, обусловленного металлоконструкциями цеха, связанными с повторными заземлениями. Это уменьшение напряжения прикосновения учитывается в выражении ( 4 — 58) коэффициентом прикосновения, который как показывают измерения ( табл. 4 — 6), может достигать значений порядка сотых и десятых долей единицы.
 

Коэффициенты рм и рш, определяемые (30.10) и зависящие от удельного сопротивления верхнего слоя земли, меньше единицы. В тяжелых условиях, когда возможность уменьшения напряжения прикосновения и напряжения шага исчерпана, прибегают к искусственному увеличению удельного сопротивления верхнего слоя земли путем подсыпки слоя щебня или гравия с удельным сопротивлением 5000 — 10000 Ом м по всей площади РУ. Этот слой толщиной 0 15 — 0 20 м практически не участвует в проведении тока в землю, но ограничивает ток, ответвляющийся в человека. При этом коэффициенты Р и рш уменьшаются.
 

Из диаграммы видно, что — при увеличении числа ячеек свыше шести — восьми критерий подобия и сопротивление заземлителя уменьшаются незначительно. Однако увеличение числа внутренних проводников часто необходимо для уменьшения напряжения прикосновения.
 

Обычно заземляющее устройство представляет собой сложное соединение отдельных заземлителей ( электродов) и соединительных полос. Это способствует, как бы-ло указано ранее, уменьшению напряжения прикосновения и шага.
 

Защитное отключение — это система быстродействующей защиты, автоматически отключающая электроустановку при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. В отличие от других видов защит, где электробезопасность обеспечивается снижением величины тока, проходящего через человека, или уменьшением напряжения прикосновения, здесь защита осуществляется снижением времени воздействия электрического тока на человека. Эффективность систем защитного отключения определяется их быстродействием, поскольку при малой длительности воздействия тока на человека его допустимые значения резко возрастают.
 

Наконец, для уменьшения напряжений прикосновения необходимо строго регламентировать порядок устройства повторных заземлений независимо от характера исполнения распределительных сетей.
 

Рассмотренный пример характерен для подстанций в мощных системах. Сопротивление искусственного заземлителя относительно велико, так как площадь подстанции мала. В этих условиях целесообразно для уменьшения напряжения прикосновения прибегнуть к подсыпке слоя щебня ( гравия) с большим удельным сопротивлением.
 

Профильные проверки электробезопасности

Соблюдение норм электробезопасности – гарантия защиты сотрудников от опасного влияния электротока, электродуги, статического электричества и электрических полей. Значительные сбои в снабжении энергией оборудования и установок (падение или возрастание величин до критических значений) могут приводить к аварийным ситуациям либо неполадкам в работе. Профильные регулярные проверки предотвращают данные негативные воздействия, поскольку позволяют вовремя выявить несоответствия электробезопасности, угрожающие жизни и здоровью людей. Одним из направлений таких проверок являются специальные измерения 2 типов напряжения.

Напряжением прикосновения принято считать разницу потенциалов между двумя участками электроцепи в момент параллельного касания человека к ним. Такая ситуация может появиться, если происходит прикосновение частью тела к корпусу прибора, который почему-то оказался в контакте с одной из фаз, либо кабеля с неисправной электроизоляцией и пр.

Шаговое напряжение соответствует разности потенциалов между 2 точками поверхности (земли или пола), которые расположены друг от друга примерно в одном человеческом шаге (усредненный показатель длины шага 0,8 метров). Данный вид вольтажа обуславливается шириной шага, а также пропускной способностью тока в полу либо земле. Наибольшая его величина будет на участке, где проводник прямо соприкасается с токопроводящей поверхностью. При удалении от данной точки напряжение шага снижается.

Измерение напряжения прикосновения позволяет своевременно обнаружить и устранить недочеты в обеспечении электробезопасности. В услуги электролаборатории входят измерения данного типа, которые проводятся в строгом соответствии с нормативными требованиями и применением специализированного оборудования. В результате выдаются протоколы проверки.

Методика проведения испытаний

Проверка шагового напряжения, а также прикосновения должна производиться во всех помещениях, где осуществляется снижение разности потенциалов за счет защитных проводящих устройств, присоединенных к заземлению. Такой поверке также принадлежат помещения, где расположено много токопроводящего оборудования, заполняющего большое пространство

Кроме того, замерять вольтаж прикосновения крайне важно в таких случаях:

• когда нет возможности отключить заземляющее устройство во время проведения измерений;
• при наличии риска резкого возрастания силы электротока (пробоев) на маленьком расстоянии от заземления, которое тестируется, либо рядом с оборудованием, подключенным к нему;
• если габариты оборудования, касающегося поверхности земли, приблизительно соответствуют контурам заземления.

Замеры напряжения прикосновения и шага проводятся только с помощью специализированных контрольно-измерительных приборов. При выявлении неправильной работы и подключения электроустановки, измерительная техника подает соответствующий сигнал об обнаружении ошибки.

Результаты измерений заносятся в протокол замеров напряжения (прикосновения и шага). В данном документе фиксируются:

• цель поверки и используемый метод измерения;
• список нормативной документации;
• описание оборудования;
• результаты проведенного измерения.

Своевременное проведение специальных измерений позволяет гарантировать своим сотрудникам безопасность труда и жизнедеятельности. Результаты проверки помогут разработать комплексную систему мер, которая позволит не допустить несчастные случаи при функционировании электроустановок.

Допустимое напряжение — прикосновение

Допустимое напряжение прикосновения для сетей незаземленных и заземленных через дугогасящие реакторы установлено равным 36 В. При этом ток через человека не превысит 6 мА, что соответствует порогу отпускания.
 

Допустимые напряжения прикосновения приняты такими же, как и на электрифицированных железных дорогах.
 

Допустимое напряжение прикосновения определяется условиями окружающей среды.
 

Допустимые напряжения прикосновения и сопротивления заземляющих устройств долж ны быть обеспечены в любое время года.
 

Нормы допустимых напряжений прикосновения и токов через человека отвечают случаю прохождения тока через тело человека по пути рука — ноги.
 

Если задано допустимое напряжение прикосновения Unp. Ом, при котором прикосновение к проводу вблизи заземления безопасно.
 

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При этом определения допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные Для прикосновения производящему переключения персоналу, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории — основной защиты.
 

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При этом определения допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнугь КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории — основной защиты.
 

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При этом определения допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории-основной защиты.
 

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя.
 

При расчете заземлителя по допустимому напряжению прикосновения ( и шага) расстояние между продольными, а также между поперечными проводниками определяется расчетом.
 

Для промежуточных значений длительности воздействия допустимые напряжения прикосновения определяются интерполяцией.
 

В табл. 9.3 приведены значения кратковременно допустимых напряжений прикосновения, полученных аналогичным образом.