Класифікація приміщень по безпеці враження ел. струмом

Усі виробничі приміщення за рівнем електробезпеки поділяються на 3 класа:

1 клас - Приміщення без підвищеної небезпеки сухі приміщення і вологості – 60-75%, t≤ 30ºС, підлога діелектрична – не проводить ел. струму, без можливості одночасного дотику до корпуса електричної установки і металевих елементів, що з’єднані із землею.

2 клас - з підвищеною небезпекою (одна з умов: відносна вологість > 75%, наявність електропровідного пилу, електропровідна підлога, металеві предмети з’єднані з землею, t> 30ºС, існує можливість одночасного дотикання до обладнання, з’єднаного із землею і корпусом ел. установки).

3 клас - особливо небезпечні приміщення (що мають одну з таких ознак: відносна вологість ≈ 100%, стеля, стіни, підлога і предмети, вкриті вологою, хімічно активне середовище (пари речовин руйнують ізоляцію). Одночасно існує дві або більше умов, характерних для приміщень з підвищеною небезпекою.

Більшість приміщень у с/г виробництві відносяться до приміщень з підвищеною небезпекою (приміщення з земляною підлогою) або до особливо небезпечних (корівники, свинарники, теплиці...).

За безпекою ураження ел. струмом усі електроустановки поділяються на 2 категорії:

1) напругою до 1000 В;

2) і понад 1000 В.

За режимом роботи нейтралі трансформаторів або генераторів ел. установки поділяються на:

- електроустановки з ізольованою нейтраллю;

- із нейтраллю, що наглухо з’єднана з землею (глухо заземлена нейтраль).

Дія ел. струму на людину виникає, коли вона випадково стала елементом ел. мережі (кола), тобто дотикається одночасно до двох точок ел. мережі, між якими існує різниця потенціалів. Такі явища можливі при дотиканні до струмопровідних частин електроустановок, що знаходяться під напругою, металевих струмопровідних частин на яких з’явилась напруга через несправність ел. ізоляції, при потраплянні під напругу кроку. (60% нещасн. Випадків трапляється від безпосереднього дотикання до відкритих струмопровідних частин обладнання, 25% - при дотиканні до металевих частин обладнання, що нормально не знаходяться під напругою, але вона на них з’явилася внаслідок аварії і різних несправностей). Небезпека такого дотикання визначається силою струму, який при цьому протікає через тіло людини.

Типовим є 2 випадки:

1) людина одночасно дотикається до двох фаз електроустановки, що знаходиться під напругою;

2) людина дотикається лише до однієї фази ел. установки.

Двофазне дотикання є найбільш небезпечним:

Uф

Ф.

Ф.

Ф.

У цьому випадку по тілу людини пройде ел. струм, силу якого визначають за формулою:

Іл. = (А), де Uф – фазна напруга (В)

Rл - опір тіла людини (Ом).

При двофазному дотиканні струм, що протікає через тіло людини, практично не залежить від режиму нейтралі електроустановки. Він також не залежить від того, ізольована людина від підлоги, на якій вона стоїть, чи ні. Такі випадки трапляються досить рідко.

Небезпека однофазного дотикання залежить від напруги мережі, режиму нейтралі джерела живлення, опору ізоляції і ємності фаз відносно землі.

У мережі із заземленою нейтраллю при дотику людини до однієї фази замкнуте електричне коло складається з послідовно включених опорів фазного провідника (Rф), внутрішнього опору трансформатора (Rт), взуття (Rв), підлоги (Rп) і заземлюю чого пристрою (Rо).

Uф

Ф.

Ф.

Ф.

По цьому колу протікає ел. струм.

Фактичні значення наведених опорів досить різні. Так, опір фазного проводу, трансформатора і заземлюю чого пристрою в сумі дорівнює 1 Ом, а опір взуття і підлоги більші у десятки і сотні тисяч разів. Опір людини Rл = 1000 Ом. Порівнюючи значення цих опорів, силу струму, що проходить через тіло людини при однофазному дотиканні, визначають за формулою:

Іл. = ,

Іл - струм, що проходить по тілу людини (А);

Uф – фазна напруга мережі (В);

Rл – опір людини;

Rв – опір взуття;

Rп – опір підлоги;

Rо – опір заземлюючого пристрою.

Якщо при певних умовах взуття і підлога стануть електропровідними (Rв = 0 і Rп = 0), то струм, що проходить по тілу людини, значно зросте:

Іл. =

Якщо знехтувати опором заземлення нейтралі, то струм, що пройде по тілу людини, можна обчислити за спрощеною формулою:

Іл. =

Із наведених розрахунків можна зробити висновок: що для безпеки людей (в указаному випадку дотику) виняткове значення мають струмонепровідне взуття і підлога.

У мережах з ізольованою нейтраллю при дотиканні людини до фазного провідника шлях струму із заземленою нейтраллю. G фазна напруга тієї фази, до якої дотикнулася людина.

Uф

Ф.

Ф.

Ф.

Елементами ел. мережі будуть:

- внутрішній опір трансформатора (Ом);

- опір фазного провідника (Ом);

- опір тіла людини Rл = 1000 Ом;

- опір взуття Rв;

- опір підлоги Rп, на якій стоїть людина;

- опір ізоляції фазних провідників відносно землі Rі = 0,5кОм

Іл. = ,

якщо Rв = 0 і Rп = 0, то

Іл. = (А)

З розрахунків за формулою можна зробити висновок:

що в мережах з ізольованою нейтраллю умови безпеки прямо залежать від опору ізоляції струмоведучих провідників відносно землі.

чим менший опір ізоляції, тим більший струм протікає по тілу людини.

У мережах із глухим заземленням нейтралі роль ізоляції як захисного фактора практично втрачається. У мережах з ізольованою нейтраллю, як і в мережах з глухо заземленою нейтраллю при однофазному дотиканні людини до струмоведучої частини електроустановки, струм, що проходить по тілу людини, обмежується опором взуття і підлоги.

Цей висновок справедливий лише для нормального режиму роботи мереж.

При аварійних режимах (обриві однієї з фаз і паріння провідника на землю) мережа з ізольованою нейтраллю може стати більш небезпечною, ніж мережа з глухим заземленням нейтралі.

У с/г в основному використовуються мережі з глухо заземленою нейтраллю з напругою до 1000В. Переваги в тому, що можна отримати 2 робочі напруги – лінійну 380В і фазну – 220В, а також не пред’являються високі вимоги до якості ізоляції дротів і можуть використовуватися при великій розгалуженості ліній.

Загроза ураження струмом працюючих може трапитись від дії напруги дотику і напруги кроку.

Напруга дотику – це різниця потенціалів (напруги) між двома точками кола струму замикання на землю (на корпус), до яких одночасно дотикається людина.

А,б,в- точки знаходження людей;

1 – зниження потенціалу землі,

2 – зростання напруги дотику

При несправності однієї з ел. установок на її корпусі і на корпусах інших ел. установок, що з’єднані між собою заземлюючим провідником (контуром), з’явиться ел. потенціал. При цьому ел. струм буде стікати в землю через заземлювач. Одночасно певний потенціал виникає і на поверхні землі. Його значення в місці встановлення заземлювача буде максимальним, а з віддаленням від цієї точки він поступово знижується до 0 (крива 1 див. рисунок). При обслуговуванні ел. установок людина може перебувати в точках а,б,в.

Якщо людина знаходиться в точці а, то напруга дотику буде дорівнювати 0, бо потенціали на корпусі пошкодженої ел. установки і на заземлювачі будуть однаковими. З віддаленням людини від заземлювача (точка б), потенціал землі знижується, а при незмінному потенціалі на корпусі зростає напруга дотику (крива 2).

У точці в потенціал землі дорівнює 0, а напруга дотику досягає максимального значення і може загрожувати людині.

Для запобігання ураження людей у таких випадках застосовують заземлюючи пристрої або вирівнювання потенціалів.

Внаслідок аварії повітряних ліній ел. передач електричний провідник може впасти на землю при цьому навкруги точки дотику провідника із землею виникає зона, що перебуває під напругою. З віддаленням від цієї точки до периферії у будь-якому напрямі напруги в місці дотику знижується за криволінійною залежністю. Людина, що випадково перебуває в такій зоні і наближається до точки дотику провідника із землею, може потрапити під дію напруги кроку.

Напруга кроку - різниця потенціалів між двома точками кола струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку (0,8 м), на яких одночасно стоїть людина.

У точці дотику людини до землі О1 потенціал буде U01, а в точці О2 – відповідно U02. Тоді напруга кроку становитиме Uк = U01 – U02. Чим більше величина кроку і чим ближче людина знаходиться до місця дотику дроту до землі, тим більша величина напруги кроку і більша небезпека враження.