Співробітник офісу торкнувся корпусу холодильника, який в результаті несправності виявився електрично пов'язаних з живильним фазним проводом. Визначте значення струмів проходять через тіло людини при різній вологості статі, опишіть, які відчуття буде відчувати співробітник в двох зазначених випадках. Визначте значення напруг дотику при різному стані статі. Як залежить опір тіла людини від величини напруги дотику?
Після відповіді на поставлені питання зробіть висновки щодо впливу різних елементів ланцюга струму через тіло людини на його величину, про те чи можна покладатися на ізолюючі властивості взуття та статі, про необхідність засобів захисту від ураження електричним струмом в подібних ситуаціях. Які засоби захисту Ви могли б запропонувати?
Корпус холодильника не занулений і не стосується жодних заземлених конструкцій. Мережа живлення трифазна чотирипровідна з заземленою нейтраллю, фазна напруга - 220 В. Співробітник стоїть на дерев'яній підлозі в промоклих через дощ черевиках.
ro - опір заземлення нейтрали;
rб - опір черевик;
rп - опір підлоги між підошвами черевиків і "землею";
rфун - опір розтікання струму з фундаментом будівлі;
Rh - опір тіла людини.
Струм через тіло людини визначається за формулою:
де E - фазна напруга мережі живлення.
Напруга на тілі людини (напруга дотику) розраховуються за формулою:
Співробітник офісу варто, торкаючись рукою корпусу системного блоку персональної ЕОМ. Дістаючи документи з стоїть поруч сейфа, він другою рукою торкнувся його металевою полки. Шнур живлення системного блоку оснащений вилкою з двома робочими і третім захисним контактом (за європейським стандартом), але розетка, до якої він підключений, має тільки два робочих контакту (російська конструкція), що є порушенням діючих правил. В результаті несправності сталося замикання фазного провідника на корпус системного блоку. Сейф має електричний зв'язок з металевими конструкціями будівлі. Визначте значення струмів проходять через тіло співробітника до його дотику до сейфу і після дотику. Визначте значення напруг дотику до і після торкання співробітника сейфа.
Зробіть висновки щодо впливу різних елементів ланцюга струму через тіло людини на небезпеку ураження, про обгрунтованість вимог діючих правил. Де, крім правил, має бути зазначено вимогу про використання розетки з третім захисним контактом? Які заходи, що виключають можливість виникнення розглянутої ситуації, Ви могли б запропонувати?
Мережа живлення - трифазна чотирипровідна з заземленою нейтраллю; фазна напруга - 220 В. Опором заземлення нейтрали знехтувати.
Rоб - опір взуття співробітника
rп - опір підлоги між підошвами взуття і заземленими конструкціями будівлі
rфун - опір розтікання струму з фундаменту будівлі
Rhрр - опір тіла співробітника по шляху рука - рука
Rhрн - опір тіла співробітника по шляху рука - ноги
Струм до дотику до сейфу (в схемі відсутній) визначається за формулою:
де Е - фазна напруга живильної ланцюга.
Після дотику до сейфу (підключено) струм через життєво важливі органи (серце, легені) можна вважати рівним сумі струмів по шляхах рука - ноги і рука-рука:
Значення напруг дотику до і після торкання співробітника сейфа визначаються за формулою:
Значення в другому випадку можна прийняти рівним.
За розпорядженням керівника відділу автоматизації банку для захисту обчислювальної техніки від електромагнітних завад було виконано заземлення. Корпуси обладнання, що використовується для обробки важливої інформації, були приєднані до заземлювача і, в порушення діючих правил, від'єднані від нульового захисного провідника. Оцініть небезпека для співробітниці банку, яка торкнулася ногою шини заземлення, а рукою - металевих дверей, що має електричний зв'язок з металевими конструкціями будівлі, і для співробітника охорони банку стосується рукою занулені пульта охоронної сигналізації, а ногою - водопровідної труби. Виникнення небезпеки обумовлено тим, що сталося замикання фази на корпус одного з заземлених системних блоків.
Зробіть висновки про правомірність рішення керівника відділу автоматизації, про ефективність роботи служб охорони праці та головного енергетика банку, про вплив різних елементів кола замикання на землю на умови безпеки.
rк - опір заземлення корпусів обчислювального обладнання
rфун - опір розтікання струму в землі фундаменту будівлі
rв - опір розтікання струму в землі системи водопроводу
Rh1 - опір тіла співробітниці банку
Rh2 - опір тіла співробітника охорони
Для оцінки небезпеки слід визначити напруги між точками а і з - і точками про і з -. Опору ланцюжків. і. набагато більше опорів і. відповідно, з цього при визначенні та їх впливом можна знехтувати. При такому допущенні величина струму замикання на землю визначається за формулою:
де Е - фазна напруга мережі.
Напруги і визначаються за формулами:
Значення струмів через співробітників банку визначаються за формулами:
Напруги дотику складуть:
При поверненні з аеропорту комерційного директора і перекладачки фірми після проводів іноземних партнерів сталася поломка автомобіля. Поки шофер займався ремонтом, перекладачка спустилася з дороги, щоб набрати польових квітів. Не помітивши лежить в траві обірваний фазний провід повітряної лінії електропередачі, вона наступила на нього ногою. Оцінити небезпека електропоразки, якщо ноги знаходяться на одній прямій з обірваним дротом. Взуття промокла від роси, тому її опір можна не враховувати. Опором розтікання з ніг знехтувати. Довжина ділянки проводу, який лежить на землі, набагато більше його діаметра d.
Опишіть всі способи, якими можуть скористатися комерційний директор і шофер для звільнення постраждалої від впливу електричного струму.
Лінія електропередачі трифазна чотирипровідна з заземленою нейтраллю, фазна напруга - 220В. Діаметр дроту - 14мм. Відстань від кінця дроту, якого торкнулася нога до другої ноги - 0,7 м.
Поблизу впав дроти потенціали поверхні землі змінюються, як показано на малюнку.
Нога, яка стосується проведення, має потенціал
Для визначення потенціалу проводу необхідно, перш за все, знайти опір Rp розтікання струму з ділянки цього проводу, який лежить на землі.
У мережі з заземленою нейтраллю основна частина струму замикання на землю в даній ситуації проходить через опір Rp і опір заземлення нейтрали ro.
де Е - фазна напруга мережі.
Потенціал визначається з формули
Потенціал ноги, що стоїть на землі визначається з виразу для розподілу потенціалів протяжного заземлювача круглого перетину:
де x - відстань від середини ділянки дроти лежачого на землі, до другої ноги:
Різниця між потенціалами ніг - крокові напругу
При врученні переможниці танцювального конкурсу спеціального призу від фірми, її представник тримав в руці мікрофон, корпус якого в результаті несправності виявився електрично з'єднаний з фазою мережі живлення. Переможниця конкурсу наступила ногою на нульовий провід, що йде від освітлювальних установок. У момент вручення призу обидва отримали електричний удар. Оцініть небезпека ситуації і зробіть припущення про її кінець. Проаналізуйте ситуацію, в якій представник фірми, перш ніж вручити приз, передав би переможниці мікрофон для відповідного слова. Спробуйте відповісти на ті ж питання, що були задані щодо попереднього випадку.
Що, на Ваш погляд, є основною цій та інших подібних небезпечних ситуацій? Які захисні засоби, на Вашу думку, могли б запобігти таким нещасним випадкам?
Електрообладнання сцени живиться від трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю; фазна напруга - 220В. Провідність сцени знехтувати.
Rh1 - опір тіла переможниці по шляху струму рука-нога
Rh2 - опір тіла представника фірми по шляху струму рука-рука
Rоб - опір взуття переможниці конкурсу
Опір заземлення нейтрали ro знаходиться поза контуром вражаючого струму Ih. тому на його величину не впливає.
Через учасників церемонії нагородження протікає однаковий струм
де Е - фазна напруга мережі
Напруга дотику відрізняються, оскільки опору учасників церемонії нагородження різні:
Система освітлення і все обладнання страхової компанії запитані від трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю; фазна напруга - 220В. Опір заземлення нейтрали rо - 3.9 Ом.
rфун - опір розтікання струму в землі фундаменту будівлі
rот - опір розтікання струму в землі системи топлення
Rh - опір тіла співробітника компанії
Щоб визначити напругу дотику і струм проходить через тіло людини потрібно спочатку знайти напруга між нейтральною точкою і землею Uоз. Між точками про і з розташовані опір rо і ланцюг з опорів Rh і rот. При визначенні напруги Uоз впливом Rh і rот можна знехтувати, оскільки їх сума на кілька порядків більше опору rо. Таким чином, струм замикання на землю Iз знаходиться за формулою:
де Е - фазна напруга мережі.
Оскільки практично весь струм Iз проходить через опір rо,
Струм через тіло співробітника компанії:
При демонстрації нових зразків продукції на технічній виставці сталося замикання фазного проводу на корпус одного з представлених приладів. У момент замикання представник фірми-покупця стосувався корпусу цього приладу; іншою рукою він сперся об металеву огорожу, що розділяє експозиції учасників виставки. Оцініть, яку небезпеку він піддається, якщо виставлені експонати занулені. Обчисливши величину напруги дотику і час, протягом якого на людину буде діяти ця напруга, визначте по таблиці 2 ГОСТ 12.1.038-82, чи є таке електричне вплив допустимим.
Зробіть висновки щодо правильності вибору пристрою струмового захисту (теплового розчеплювача).
Спробуйте оцінити небезпеку подібної ситуації, якщо людина стосується не корпусу приладу, в якому сталося замикання, а корпусу поруч стоїть занулені приладу.
Прилади фірми-експонента, в секції якої сталася аварія, запитані від трифазної чьотирьох мережі з заземленою нейтраллю через автоматичний теплової расцепитель АЕ -1000 на струм 16А, фазна напруга мережі - 220В. Металеву огорожу має електричний зв'язок через конструкції будівлі з його фундаментом.
Взаємною індуктивністю між фазним і нульовим проводом знехтувати. Індуктивностями фазних і нульового провідників знехтувати. Опорами розтікання струму з фундаменту будівлі rфун і заземлення нейтрали rо в порівнянні з опором тіла людини Rh знехтувати. Провідність взуття та статі між ногами людини і металевими заземленими конструкціями будівлі знехтувати.
RФ - опір фазного провідника від джерела живлення до місця замикання
RН - опір нульового провідника від джерела живлення до місця замикання
Характеристики теплового розчеплювача
При замиканні фазного проводу на корпус занулені приладу, струм замикання протікає по двох гілках: через нульовий провідник (Iн) і через тіло людини, rфун. і rо (Ih).
Опір першої гілки (RН) набагато менше, ніж опір другої гілки (Rh + rфун. + Rо), тому практично весь струм замикання піде через нульовий провід. Цей струм визначається за формулою:
Опору, Rф і Rн дуже малі, тому струм Iз великий (набагато перевищує струм споживання приладів, які живляться через расцепитель). Такі великі струми називають струмами короткого замикання і позначають Iкз.
Після визначення Iкз можна за характеристиками расцепителя знайти час його спрацьовування tср.
Кратність струму (відношення струму короткого замикання Iкз до номінального струму розчеплювача Iн)
а також обчислити падіння напруги на нульовому провіднику Uао:
Гілка струму, що протікає через тіло людини, теж розташована між точками a і o. Оскільки в цій галузі опір тіла людини Rh набагато перевершує два інших опору (rо і rфун), падіння напруги на тілі людини Uпр буде практично дорівнює напрузі Uао
Що знаходиться у відрядженні співробітник відділу маркетингу приймав ванну в своєму готельному номері. Торкнувшись рукою крана, він отримав електричний удар.
До нещасного випадку призвела наступна ланцюг подій: При останньому ремонті сантехніки ванна була замінена, але ремонтники, в порушення діючих правил, не виконали металеву зв'язок між ванною і системою водопроводу. В системі каналізації будівлі стався витік. Місце витоку перебувало недалеко від заземлювача трансформаторної підстанції. Через сильний зволоження грунту система каналізації опинилася під потенціалом. де - потенціал заземленою нейтралі трифазної вторинної обмотки трансформатора підстанції.
Користуючись літературою [7] або [8], вкажіть, які відчуття буде мати людина, що приймає ванну. За допомогою ГОСТ 12.1.038-82 оціните ступінь небезпеки, якої він піддається. Що може зробити потерпілий, якщо він не в змозі розтиснути пальці руки, обхопив кран?
Потенціал нейтралі був підвищений внаслідок замикання одного з фазних проводів на металеві конструкції, що мають зв'язок з землею. Фазна напруга вторинної обмотки трансформатора підстанції - 220. Опір заземлення нейтралі (з урахуванням впливу опору розтікання струму в землі системи каналізації rк) - 3,2 Ом.
Rh - опір тіла людини
rв - опір розтікання струму в землі водопроводу
rкв - опір електричного зв'язку між краном і ванною
rзм - опір розтіканню в землі конструкцій, на які сталося замикання
Перш за все, необхідно знайти потенціал нейтрали підстанції. Його величина визначається напругою мережі і опорами ro і rзм.
Еквівалентна схема для визначення # 966; про
Спочатку знайдемо значення струму замикання на землю IЗ:
де Е - фазна напруга.
Потенціал нейтральної точки визначається за формулою:
Тепер можна знайти і перейти до визначення струму через тіло людини Ih і напруги дотику U пр.
Еквівалентна схема для визначення Ih іUпр
Як видно зі схеми, rк підключено паралельно джерела напруги, тому його величина для подальших обчисленнях значення не має. Разом з тим, слід сказати, що rк впливає на рівень.
Оскільки Rh >> rкв. значення Uпр визначається головним чином параметрами, rкв і rв (Iв Iкв)
Струм через тіло людини:
Повертаючись додому після презентації нового проекту офіс-менеджер збився з дороги і опинився недалеко від кар'єру. Обходячи калюжу, він піднявся на купу землі і, утримуючи рівновагу, взявся за провід радіофікації. Провід радіолінії через обрив стосувалися фазного проводу лінії електропередачі. За допомогою ГОСТ 12.1.038-82 оціните небезпеку ситуації для офіс-менеджера. Які відчуття він випробує? (Див. [7] або [8]). Які способи його звільнення від дії електричного струму Ви можете запропонувати? Які технічні засоби захисту здатні в подібній ситуації зберегти життя постраждалого? Чи можна вважати такий нещасний випадок пов'язаним з виробництвом, якщо під час презентації офіс-менеджер виконував свої обов'язки.
Лінія, яка живить електрообладнання кар'єра, трифазна, трехпроводная, нейтральна точка джерела живлення ізольована. Ємності між фазними проводами лінії і землею однакові, активної провідністю ізоляції знехтувати. Частота напруги живильної лінії - 50Гц. Земля після дощу сира, взуття мокра; опорами розтікання струму з ніг потерпілого і опором взуття знехтувати.