Принципи електричного захисту

Принципи та засоби електричного захисту.

ВСТУП

У цій роботі були розглянуті принципи і засоби електричного захисту. Зокрема занулення. Також були включені в роботу такі питання як:

дії електричного струму на організм людини;

чинники, що визначають результат ураження ел. струмом;

припустимі рівні напруг дотиків і струмів;

схема, призначення, принцип дії і область застосування занулення;

рішення завдання на тему "Занулення".

ДІЯ ЕЛ. СТРУМУ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ

При експлуатації і ремонту електричного обладнання та мереж людина може опинитися в сфері дії електричного поля або безпосередньому зіткненні з знаходяться під напругою проводками електричного струму. У результаті проходження струму через людину може статися порушення його життєдіяльності функцій.

Небезпека ураження електричним струмом посилюється тим, що, по перше, струм не має зовнішніх ознак і як правило людина без спеціальних приладів не може завчасно виявити що загрожує йому небезпека, по друге, дії струму на людину в більшості випадків призводить до серйозних порушень найбільш важливих життєдіяльні систем, таких як центральна нервова, серцево-судинна і дихальна, що збільшує тяжкість ураження; по-третє, змінний струм здатний викликати інтенсивні судоми м'язів, що приводять до не відпускає ефекту, при якому людина самостійно не може звільнитися від дії струму; в четвертих , вплив струму викликає в людини різку реакцію отдергивания, а в ряді випадків і втрату свідомості, що при роботі на висоті може призвести до травмування в результаті падіння.

Електричний струм, проходячи через тіло людини, може мати біологічне, теплове, механічне та хімічна дії. Біологічна дія полягає в здатності електричного струму дратувати і збуджувати живі тканини організму, теплове - у здатності викликати опіки тіла, механічне - призводити до розриву тканин, а хімічна - до електролізу крові.

Дія електричного струму на організм людини може з'явитися причиною електротравми. Електротравма - це травма, викликана впливом електричного струму або електричної дуги. Умовно електротравми поділяють на місцеві та загальні. При місцевих електротравма виникає місцеве ушкодження організму, що виражаються в появі електричних опіків, електричних знаків, в металізації шкіри, механічних пошкодженнях і електроофтальмія (запалення зовнішніх оболонок очей). Загальні електротравми, або електричні удари, призводять до поразки всього організму, що виражається в порушенні або повне припинення діяльності найбільш життєво важливих органів та систем - легенів (дихання), серця (кровообігу).

Характер впливу електричного струму на людину і тяжкість ураження потерпілого залежить від багатьох факторів.

Оцінювати небезпеку впливу електричного струму на людину можна за відповідь реакцій організму. Зі збільшенням струму чітко проявляються три якісно відмінні відповідні реакції. Це перш за все відчуття, більш судорожне скорочення м'язів (неотпусканіе для змінного струму і больовий ефект постійного) і, нарешті, фісрілляція серця. Електричні струми, що викликають відповідну реакцію у відповідь, підрозділяють на відчутні, неминучий і фібрілляціонние.

ФАКТОРИ, визначається виходячи УРАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ

До факторів, що впливає на результат ураження електричним струмом, відносять:

Величина струму.

Величина напруги.

Час дії.

Рід та частота струму.

Шлях замикання.

Опір людини.

Навколишнє середовище.

Фактор уваги.

Величина струму

За величиною струму, струми підрозділяються на:

неощущаемие (0,6 - 1,6 мА);

відчуваються (3мА);

відпускають (6мА);

неминучий (10-15мА);

задушливі (25-50мА);

фібрілляціонние (100-200мА);

теплові впливи (5А і вище).

Величина напруги і 2.3. Час дії

За ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ "Гранично допустимі величини напруг і струмів. Електробезпека ". Фактори величини напруги і час впливу електричного струму, наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Час дії, сек.

Тривало

До 30

0,5

0,2

0,1

Величина струму, мА.

100

250

500

Величина напруги, В.

100

250

500

При короткочасному впливі (0,1-0,5 с) струм порядку 100мА не викликає фібриляції серця. Якщо збільшити тривалість впливу до 1с, то цей же струм може привести до смертельного результату. Зі зменшенням тривалості впливу значення допустимих для людини струмів істотно збільшується. При зміні часу впливу від 1 до 0,1 с допустимий струм зростає в 16 разів.

Крім того, скорочення тривалості впливу електричного струму зменшує небезпеку ураження людини виходячи з деяких особливостей роботи серця. Тривалість одного періоду кардіоциклу (рис. 2.1.) Складає 0075-0,85 с.

У кожному кардіоциклу спостерігається період систоли, коли шлуночки серця скорочуються (пік QRS) і виштовхують кров в артеріальні судини.

Фаза Т відповідає закінченню скорочення шлуночків і вони переходять в розслаблений стан. У період діостола шлуночки наповнюються кров'ю. Фаза Р відповідає скорочення передсердь. Встановлено, що серце найбільш чутлива до дії електричного струму під час фази Т кардіоциклу. Для того щоб виникла фібриляції серця, потрібен збіг за часом дії струму з фазою Т, тривалість якої 0,15-0,2 с. Зі скороченням тривалості впливу електричного струму ймовірність такого збігу стає менше, а отже, зменшується небезпека фібриляції серця. У разі неспівпадання часу проходження струму через людину з фазою Т струми, що значно перевищують порогові значення, не викличуть фібриляції серця.

2.4. Рід та частота струму

Постійний і змінний струми надають різний вплив на організм головним чином при напругах до 500 В. При таких напругах ступінь ураження постійним струмом менше, ніж змінним тієї ж величини. Вважають, що напруга 120 В постійного струму при однакових умовах еквівалентно за небезпекою напругою 40 В змінного струму промислової частоти. При напрузі 500В і вище відмінностей у впливі постійного і змінного струмів практично не спостерігаються.

Дослідження показали, що найбільш несприятливими для людини є струми промислової частоти (50Гц). При збільшенні частоти (більше 50Гц) значення неминучий струму зростає. Зі зменшенням частоти (від 50Гц до 0) значення неминучий струму теж зростає і при частоті, яка дорівнює нулю (постійний струм - больовий ефект), вони стають більше приблизно в три рази.

Значення фібрілляціонного струму при частотах 50-100Гц однакові, з підвищенням частоти до 200Гц цей струм зростає приблизно в 2 рази, а при частоті 400Гц - майже в 3,5 рази.

2.5. Шлях замикання струму

При дотику людини до струмоведучих частин шлях струму може бути різним. Всього існує 18 варіантів шляхів замикання струму через людину. Основні з них:

голова - ноги;

рука - рука;

права рука - ноги;

ліва рука - ноги;

нога - нога.

Ступінь поразки в цих випадках залежить від того, які органи людини піддаються дії струму, і від величини струму, що проходить безпосередньо через серце. Так при протіканні струму по шляху "рука - рука" через серце проходить 3,3% загального струму, по дорозі "ліва рука - ноги" 3,7%, "права рука - ноги" 6,7%, "нога - нога" - 0,4%. Величини неминучий струму по шляху "рука - рука" приблизно в два рази менше, ніж по шляху "рука - ноги".

2.6. Опір людини

Величина струму походять через який-небудь ділянку тіла людини, залежить від прикладеної напруги (напруги дотику) та електричного опору чиниться току даною ділянкою тіла.

Тим впливає струмом і напругою існує нелінійна залежність: зі збільшенням напруги струм росте швидше. Це пояснюється головним чином нелінійністю електричного опору тіла людини. На ділянці між двома електродами електричний опір тіла людини в основному складається з опорів двох тонких зовнішніх шарів шкіри, що стосуються електродів, і внутрішнього опору іншої частини тіла. Погано проводить струм зовнішній шар шкіри, що прилягає до електрода, і внутрішня тканина, що знаходиться під погано проводять шаром, як би утворюють обкладки конденсатора ємністю С і опором його ізоляції Vн. Зі збільшенням частоти струму опір тіла людини зменшується і при великих частотах практично стає рівним внутрішнього опору.

При напрузі на електродах 40-45в у зовнішньому шарі шкіри виникають значні напруженості поля, які повністю або частково порушують полупроводящіе властивості цього шару. При збільшенні напруги опір тіла зменшується і при напрузі 100-200В падає до значення внутрішнього опору тіла. Це опір для практичних розрахунків може бути прийнято рівним 1000 Ом.

2.7. Навколишнє середовище

вологість і температура повітря, наявність заземлених металевих конструкцій та підлоги, струмопровідна пил і інші фактори навколишнього середовища надають додатковий вплив на умову електробезпеки. У вологих приміщеннях з високою температурою або зовнішніх електроустановках складаються несприятливі умови, за яких забезпечується найкращий контакт з струмоведучими частинами. Наявність заземлених металевих конструкцій і підлоги створює підвищену небезпеку ураження в наслідок того, що людина практично постійно пов'язаний з одним полюсом (землею) електроустановки. Струмопровідна пил також покращує умови для електричного контакту людини як з струмоведучими частинами, так і з землею.

2.8. Фактор впливу

Фактор впливу відіграє важливу роль при ураженні електричним струмом. На ріс.2.3. представлений графік залежності освобождаемості студентів при ураженні електричним струмом, якщо їм відомо про те, що установка знаходиться під напругою.

"гранично припустимої величини напруг і струмів"

ГОСТ 121.038-82 ССБТ

Гранично допустимі величини напруг і струмів наведені в табл.2.

Таблиця 2

Час дії, сек.

Тривало

До 30

0,5

0,2

0,1

Величина струму мА

100

250

500

Величина напруги, В

100

250

500

СХЕМА, ПРИЗНАЧЕННЯ, ПРИНЦИП ДІЇ ТА ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ Занулення. НЕОБХІДНІСТЬ ПОВТОРНОГО ЗАЗЕМЛЕННЯМ нульовий дріт

Занулення - металеве з'єднання корпусу електроустановки з нульовим проводом, що дозволяє звести аварійний режим до однофаз короткого замикання з наступним відключенням пошкодженого контуру в мінімально короткий час (0,2 с).

Занулення застосовують в чотирьох провідних мережах з глухо-заземленою нейтраллю напругою до 1000В. Захисний ефект занулення полягає в зменшенні тривалості замикання на корпус і, отже, у зниженні часу впливу електричного струму на людину.

Схема захисного занулення показана на ріс.4.1.

Повторне заземлення нульового проводу необхідно для забезпечення кращого захисту людини від ураження електричним струмом. Як видно з ріс.4.2. при обриві нульового проводу, при переході електричного струму на корпус електроустановки струм короткого замикання протікає через опір повторного заземлення та опору заземлення (r0), і фазу (С).

Повторне заземлення нульового проводу влаштовується багато разів:

для повітряних ліній через кожні 250м;

для кабельних ліній через кожні 250м;

і обов'язково при введенні в виробниче приміщення.

Повторне заземлення нульового проводу повністю не забезпечує захисту від ураження струмом, а лише пом'якшує аварійний режим, зменшує напругу на корпусі в 2-3 рази. Небезпека ураження зберігається, тому застосовуються індивідуальні захисні засоби (килимки, рукавиці і т.д.).

ВИБРАТИ номінальні струми плавких вставок запобіжників і ВИЗНАЧИТИ Граничнодопустима ОПОРУ ПЕТЛІ "ФАЗА-НОЛЬ" ДЛЯ СПОЖИВАЧІВ, що живляться від мережі з глухим-заземленою нейтраллю напругою 380/220В

Вихідні дані:

Потужності споживачів ел. енергії, кВт

3-х фазні ел. двигуни з к.з. ротором

2-х фазні

Однофазні

Насос

вентилятор

токарські. верстат

сверл. Верстат

центрифуга

компресор

Зварювальний трансформатор