Фролов А.В. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда
Подождите немного. Документ загружается.
181
2.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗВРЕДНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА
Рис.
2.8. Шаговое напряжение при одиночном заземлителе
Согласно ПУЭ («Правила устройства электроустановок») при
напряжении до
1000
В применяются трехфазные сети: трехпровод-
ная с изолированной нейтралью, четырехпроводная с заземленной
нейтралью.
Рассмотрим случай однофазного прикосновения в этих сетях в об-
щем виде. Вначале рассмотрим прикосновение человека к фазно-
му проводу трехфазной четырехпроводной сети, у которой нейтраль
заземлена через активное и индуктивное сопротивления г
0
и XL =
= (oL
0
, а сопротивления изоляции проводов (Ом), так же как и ем-
кости проводов (Ф) относительно земли, не равны между собой,
т.
е. г,
Ф
г
г
Ф г
3
Ф г
н
; С, * С
2
* С
ъ
Ф С * 0.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ОХРАНА ТРУДА 182 j
Рис.
2.9.
Прикосновение человека
к
фазному проводу трехфазной четырехпроводной
сети
с
нейтралью, заземленной через активное
и
индуктивное сопротивления:
а
-
схема сети;
б -
эквивалентная схема;
1, 2, 3 -
номера фазных проводов;
Н
-
нулевой провод
Полные проводимости изоляции фазных
и
нулевого проводов
относительно земли
и
заземления нейтрали
в
комплексной форме
равны, (См):
У, = 1Д, + ;
ш
С- Y
2
=
1
/г
7
+ /
т
С
2
; К
3
= 1Д
3
+
У
;С
3
;
У
н
=
1A
W
+ JSw
Y
v ~
1
/
г
о
+
У'/(ю£
0
), полная проводимость чело-
века (См): Y
h
~ }/R
h
.
При прикосновении человека
к
одной
из
фаз (например, фаза
1)
напряжение прикосновения определится выражением
(В)
и =и,-и.,
(2.2)
Это наиболее сложный случай, однако выводы, полученные
при
его рассмотрении, могут быть распространены путем простейших
3
преобразований
на
другие трехфазные сети.
|
На рис.
2.9
показаны рассматриваемая сеть
и ее
эквивалентная
;
схема
в
момент прикосновения человека.
183
2.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗВРЕДНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА
а ток через человека будет равен
(А)
где
(/, —
комплексное напряжение фазы
I
(фазное напряжение),
В;
0
0
—
комплексное напряжение между нейтралью источника тока
и землей (между точками 00'
на
эквивалентной схеме)
(В).
По методу двух узлов
0
0
выражается зависимостью
(В)
0
=
U,(Y,
+
Y„)
+
U
2
Y
2+
U
3
Y
3
о
Ki +
K
2
+
K
3 +
/
w +
/
0 +
y;
С учетом того, что для симметричной трехфазной системы
где
о
—
фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг
фаз:
1
.у/3
а
= -
будем иметь
а
= — + j
2
2
Y
,
+
Y
2+
Y
3
+
Y
H+
Y
0+
Y
H
Подставив
это
выражение
в
(2.2), получим уравнение напряже-
ния
в
комплексной форме, приложенное
к
телу человека, прикос-
нувшегося
к
фазе 1 трехфазной четырехпроводной сети
с
нейтра-
лью,
заземленной через активное
и
реактивное сопротивления (В):
(1-вг
а
)У
1
+(1-в)У
1
+ К
и
+ К
в
U
= (Л - - .
12
3)
"р
Ф
Y
^Y
2+
Y
3+
Y
H +
Y
D+
Y,
[Г
'
6}
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ОХРАНА ТРУДА 184
Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной
нейтралью
Выражения для 6У
р
и /
л
в случае прикосновения человека к фазе
этой сети (рис. 2.10) аналогичны выражениям (2.3) и (2.4); лишь
полная проводимость заземления нейтрали имеет иное значение:
У
0
= 1Л
0
. (2-5)
При нормальном режиме работы сети проводимости фазных и
нулевого проводов относительно земли по сравнению с К
0
имеют
малые значения и с некоторым допущением могут быть приравне-
ны к нулю:
^ = Г
2
= К
3
= К
н
= 0. |
В этом случае уравнения (2.3) и (2.4) значительно упростятся.
Напряжение прикосновения в действительной форме будет (В)
^пр = + К). или (У
пр
= </
ф
Я
А
/(А?
А
+/•„), (2.6) '
а ток через человека
(2.7)
Ток, проходящий через человека, получим, если умножим это
выражение на К
л
:
(,-a*)Y
2+
V-a)Y
3+
Y
H+
Y
0
l
h
- UJ
h
- UJ
h
K+
y
2+Y3+
y
H+yo+
y
h
• (2-4)
Пользуясь уравнениями (2.3) и (2.4), определим U и /
Л
при при-
косновении человека к фазе наиболее распространенных трехфаз-
ных сетей: четырехпроводной с глухозаземленной нейтралью и
трехпроводной с изолированной нейтралью.
185
2.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
БЕЗВРЕДНЫХ
УСЛОВИЙ
ТРУДА
Согласно ПУЭ г
0
не должно превышать 10 Ом; сопротивление же
тела человека R
h
не опускается ниже нескольких сотен ом. Следова-
тельно, без большой ошибки в (2.6) и (2.7) можно пренебречь зна-
чением г
0
и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфаз-
ной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью человек
оказывается практически под фазным напряжением
С/
ф
,
а ток, прохо-
дящий через него, равен частному от деления
С/
ф
/R
h
.
При
аварийном
режиме, когда одна из фаз сети, например, фаза 3
(см.
рис. 2.10), замкнута на землю через относительно малое сопро-
тивление г , уравнение (2.3) имеет следующий вид:
Рис.
2.10. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной
четырехпроводной
сети с заземленной нейтралью при аварийном режиме:
a - схема
сети;
б - векторная диаграмма напряжений
Здесь мы приняли, что Y
v
К, и /„малы по сравнению с К
0
, а У
3
—
по сравнению с К
0
и У
зм
, т. е. приравнены нулю.
Выполнив соответствующие преобразования и учтя, что К
м
=1/г
м
;
У„=1/г
0
;
Y=\/r
h
, получим напряжение прикосновения в действи-
тельной форме (В):
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ОХРАНА ТРУДА 186
и
п
Р
-
u
*
R
h - - , р (
г
Т7\ •
Г
,Л
+ и
ь (Л„
+ r
o)
С целью упрощения этого выражения сделаем допущение, что
В результате получим
U
nB
=
U
A
R„
rip ф л
г,..
+ г,
Ток через человека будет равен (А)
. + ч\>/3
(2.8)
(2.9)
Рассмотрим два характерных случая.
1.
Если принять, что сопротивление замыкания провода на зем-
лю
л
м
равно нулю, то уравнение (2.8) примет вид U
np
=
£/
ф
V§
.
Следовательно, в данном случае человек окажется под воздей-
ствием линейного напряжения сети.
2.
Если принять равным нулю сопротивление заземления ней-
трали
/•„,
то U =
С/
ф
,
т. е. напряжение, под которым окажется чело-
век, будет равно фазному напряжению.
Однако в практических условиях сопротивления г
м
и г
0
всегда
больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается че-
ловек, прикоснувшийся в аварийном режиме к исправному фазно-
му проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда
меньше линейного, но больше фазного, т. е.
и^>и
пр
>и
ф
.
" (2.10)
187 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗВРЕДНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА
Трехфазная трехпроводная сеть
с
изолированной нейтралью
При
нормальном
режиме работы рассматриваемой сети напряже-
ние
U
np
и ток l
h
в
период касания человека
к
одной фазе, например
фазе
1
(рис. 2.11), определяются уравнениями (2.3), (2.4),
в
которых
надо принять
Y
H
= Y
Q
= 0.
£4
L/YW
M
1
t
Рис.
2.11. Прикосновение человека
к
проводу трехфазной трехпроводной сети
с
изолированной нейтралью
при
нормальном режиме работы
Так, выражение для тока
в
комплексной форме будет
(А)
(1-я
2
)К
2+
(1-а)К
3
I, = ад
Y<+Y
2
+Y,+Y
h
(2.11)
Это положение иллюстрируется векторной диаграммой
на
рис.
2.10.
Таким образом, прикосновение человека
к
исправному фазному
проводу сети
с
заземленной нейтралью
в
аварийный период более
опасно, чем при
нормальном
режиме.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ОХРАНА ТРУДА 188
Пользуясь этим выражением, оценим опасность прикосновения
к фазному проводу при равенстве сопротивлений изоляции и отсут-
ствии емкостей (короткие воздушные сети), т. е. при
г,
=
л,
=
л
3
= г,
С, = С
2
= С
г
= 0, ток через человека будет
l
h
=Uj{R
h
+r/Z). (2.12)
В сетях с изолированной нейтралью опасность для человека, при-
коснувшегося к одному из фазных проводов в период
нормальной
рабо-
ты сети, зависит от сопротивления проводов относительно земли: с
увеличением сопротивления опасность уменьшается.
При аварийном режиме работы сети (рис. 2.12), когда возникло
замыкание фазы (например, фазы 3) на землю через малое активное
сопротивление г
м
, проводимость двух других фаз можно принять
равной нулю.
Рис.
2.12. Прикосновение человека к проводу трехфазной трехпроводной сети
с изолированной нейтралью при аварийном режиме:
a
- схема сети; б - векторная диаграмма напряжений (при условии, что ¥ = У
}
= К
3
= 0)
Тогда, подставив в уравнение (2.11) К, = К, = 0, получим ток,
протекающий через человека:
* Ф * у у
'3 _ 'h
189
2.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗВРЕДНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА
После преобразований получим выражение для тока в действи-
тельной форме
-Ф
« ; • (2.13)
Напряжение прикосновения будет
и
пр
=/Л=и
ф
——. (2.14)
Если принять, что г
т
= О, получим U
np
=
(У
ф
V3
, т. е. человек ока-
жется под линейным напряжением сети.
Напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся в
аварийный период к исправной фазе трехфазной сети с изолированной
нейтралью, будет значительно больше фазного и несколько меньше
линейного напряжения сети.
Организация работ по безопасному обслуживанию
электроустановок
Обслуживание действующих электроустановок, проведение в
них ремонтных, монтажных, наладочных работ осуществляет спе-
циально подготовленный электротехнический персонал энергети-
ческой службы предприятия.
Пригодность персонала по состоянию здоровья определяется
медицинскими комиссиями. Медицинские осмотры проводятся
при поступлении на работу и периодически.
Устройство и эксплуатация электроустановок должны соот-
ветствовать обязательным для всех предприятий «Правилам ус-
тройства электротехнических установок (ПУЭ)» и «Правилам
технической эксплуатации электроустановок потребителей и
правилам техники безопасности при эксплуатации электроуста-
новок потребителей».
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ОХРАНА ТРУДА 190
На основании этих документов на каждом предприятии разраба-
тывают систему безопасной эксплуатации электроустановок и при-
казом устанавливают структуру и штат персонала.
По напряжению все электрические установки классифицируют
на две группы: до 1000 В и выше 1000 В.
Эксплуатация электроустановок
включает:
оперативное обслужи-
вание дежурства, обходы и осмотры, оперативные переключения,
мелкие работы; производство работ
—
выполнение ремонтных, мон-
тажных, строительных и других работ на действующих установках.
Персонал делится на оперативный, ремонтный, оперативно-ре-
монтный.
К работе на электрическом оборудовании допускается только
квалифицированный персонал
—
лица, имеющие предусмотренную
действующими правилами квалификацию, выдержавшие испыта-
ния в объеме, обязательном для данной работы (должности).
На основании проверки подготовленности работнику присваи-
вается квалификационная группа и выдается удостоверение на
право проведения соответствующих присвоенной группе работ.
Квалификационных групп пять; наиболее ответственная — V груп-
па. К работе на электрических установках допускаются только лица,
имеющие квалификацию не ниже II группы.
Квалификационная группа I присваивается рабочим-электри-
кам, вновь принятым на работу, но еще не прошедшим проверку
знаний или просрочившим время проверки знаний, а также рабо-
чим-производственникам (не электротехнический персонал), ра-
ботающим с электроинструментом, обслуживающим электроуста-
новки (электропечи, электрофильтры и т. п.), если по характеру
работы им не требуется присвоение более высокой квалификации
(включение и выключение электроустановок).
При обслуживании электроустановок напряжением выше 1000 В
старший в смене (бригадир) или одиночный дежурный должны
иметь квалификационную группу не ниже IV, а в электроустановках
напряжением до 1000 В — не ниже III.
Самостоятельное обслуживание электроустановок напряжением
до
1000
В, включающее периодические осмотры, проверки, измере-