Влияние режима работы электросети на исход поражения человека электрическим током

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

____________________________________________________

 

 

 

  

 

 

  

 

 

  

КОНТРОЛЬНАЯРАБОТА 

 

ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

 

Вариант № 90 

 

 

   

 

 

 

Выполнил: студентка II курса (СФО)

специальность 0605

 

Проверил:   _________________ 

 

 

 

2009 г. 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

ВОПРОС 21. Влияние режима работы электросети на исход поражения человека электрическим током

 

На предприятиях используют две схемы электрической сети:

• трехфазную четырехпроводную с заземленной нейтралью;
• трехфазную с изолированной нейтралью.

Нейтральной точкой трансформатора (генератора) называют точку соединения обмоток питающего трансформатора. При нормальном режиме работы электрической сети в этой точке напряжение U₀=0. Нейтраль источника питания может быть заземленная и изолированная от земли, что определяет режим ее работы. Заземление нейтрали называют рабочим заземлением R₀.

Выбор схемы сети и  режима нейтрали источника тока осуществляют в зависимости от технологических требований и условий безопасности.

По технологическим требованиям предпочтение отдается четырехпроводной сети, так как эта сеть характеризуется двумя напряжениями – линейным и фазным (380/220 В). Линейным напряжением U_л=380В питают силовую нагрузку – включают электродвигатели производственного оборудования между фазными проводами. Фазное напряжение U_ф=220В используют для осветительной установки – подключают лампы между фазным и нулевым проводами. Линейное напряжение всегда больше фазного в 1,73 раза (U_л= ×U_ф).

По условиям безопасности сети с изолированной нейтралью  целесообразно применять, когда  имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции сети, обеспечивающий незначительную емкость проводов относительно земли. Это могут быть малоразветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицированного персонала.

Сети с заземленной  нейтралью применяют там, где  невозможно обеспечить высокий уровень  изоляции электроустановки и нельзя быстро отыскать и устранить ее повреждение.

Поражение человека электрическим  током может быть вызвано однополюсным (однофазным) или двухполюсным (двухфазным) прикосновением к токоведущей части установки.

Однофазное подключение  является менее опасным, чем двухфазное, однако оно возникает значительно чаще и является основной причиной электротравматизма. На исход поражения в этом случае оказывает решающее влияние режим нейтрали электросети.

На рис 1. представлена схема прикосновения к одной из фаз сети с изолированной нейтралью. Последовательно с сопротивлением человека по этой схеме оказываются включенными сопротивления изоляции и емкости относительно земли двух других неповрежденных фаз.

Рис.1. Однополюсное прикосновение к сети с изолированной  нейтралью

при нормальном режиме работы

 При нормальном  режиме работы электросети напряжение  нейтрали источника питания по отношению к земле равно нулю. Напряжения фаз относительно земли одинаковы и равны фазным напряжениям источника питания.

Если человек коснется фазы L₁, то через его тело потечет ток по цепи: фаза L₁®тело человека (R_h) ®земля (R_з)®проводимость неповрежденных фаз L₂ и L₃®фаза L₁.

Сопротивление изоляции проводов никогда не равно бесконечно большой величине, обязательно имеют  место токи утечки. Сопротивление  изоляции проводов по отношению к земле изображены в виде сосредоточенных сопротивлений r₁, r₂ и r₃. Значения С₁, С₂ и С₃ – собственная емкость фазных проводов. Провода и земля в этом случае являются как бы обкладками конденсатора, между которыми возникает электрическое поле. Чем более протяженная электрическая сеть, тем больше ее емкость.

С увеличением мощности сети возрастает ток утечки, следовательно, увеличивается электрическое поле между проводами и землей. С целью снижения тока утечки на предприятиях используют короткие электрические сети.

Силу тока (I_h), прошедшего через тело человека при однофазном подключении в трехфазную сеть с изолированной нейтралью определяют по формуле:

где U_ф – фазное напряжение, В;

R_h – сопротивление организма человека воздействию электрического тока, Ом;

R_из – сопротивление изоляции электропроводов, Ом.

Сопротивлением земли  можно пренебречь из-за его бесконечно малого значения, так как в этом случае площадь земли равна площади  ступней человека.

В соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) сопротивление изоляции фазных проводов относительно земли должно быть R_из ³ 0,5 МОм ³ 500000 Ом.

В сетях с изолированной  нейтралью опасность для человека, прикоснувшегося к одному из фазных проводов в период нормальной работы сети, главным образом зависит от сопротивления изоляции проводов относительно земли. С увеличением сопротивления изоляции опасность поражения электрическим током уменьшается.

При аварийном режиме работы этой же сети, когда имеет  место замыкание фазы на землю, напряжение в нейтральной точке может  достигать фазного напряжения, напряжение неповрежденных фаз относительно земли становиться равным линейному напряжению. В этом случае, если человек прикоснется к одной фазе, он окажется под линейным напряжением, через него пойдет ток по пути «рука-нога». В данной ситуации на исход поражения сопротивление изоляции проводов не играет никакой роли. Такое поражение током чаще всего приводит к летальному исходу.

На предприятиях, где  сети разветвленные и имеют значительную протяженность, а следовательно, большую емкость, система с изолированной нейтралью теряет свое преимущество, так как увеличивается ток утечки, снижается сопротивление участка фаза-земля. С точки зрения электробезопасности в таких случаях предпочтение отдается сети с заземленной нейтралью.

На рис.2. показана схема прикосновения человека к одной фазе сети с заземленной нейтралью. При прикосновении к одной из фаз сети с заземленной нейтралью через тело человека ток пойдет по цепи:

Фаза L₁ ® тело человека R_h ® земля R_з ®сопротивление заземления нейтрали R_ф ® фаза L₁.

В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжение отдельных  фаз по отношению к земле остается практически постоянным и равно фазному напряжению U_ф. Поэтому при прикосновении человека к фазному проводу сети он оказывается под действием фазного напряжения (U_ф). Сила тока I_h, протекающего через тело человека R_h определяется формулой:

где   R_з – сопротивление земли, Ом;

        R₀ – сопротивление заземления нейтрали, Ом

Рис. 2. Схема  прикосновения человека к одной фазе сети с заземленной нейтралью

Сопротивлением земли, как и в случае электрической  сети с изолированной нейтралью можно пренебречь.

Согласно  требованиям  ПУЭ R₀ не должно превышать 10 Ом, что значительно меньше минимального сопротивления человека, поэтому в расчете силы тока I_h сопротивлением рабочего заземления I₀ можно пренебречь.

Таким образом, при подключении к одной фазе трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью человек оказывается под фазным напряжением U_ф, а сила тока, проходящего через него, определяется по формуле:

Случаи двухфазного  прикосновения происходят редко  и преимущественно в электроустановках  до 1000 В при работах на щитах  и сборках, при эксплуатации оборудования с неизолированными токоведущими частями и т.п.

 

ВОПРОС  47 Искусственное освещение производственных помещений, системы освещения, источники света, их характеристика, приборы контроля

 

Искусственное освещение  предусматривается для освещения  в темное время суток, а также  в помещениях без естественного света с помощью электрических источников света. Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное.

Рабочее освещение используется для всех помещений производственных и вспомогательных зданий, освещения проходов людей и проездов транспорта.

Аварийное освещение применяется  для возможности продолжения  работы при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное  освещение предусматривается для  эвакуации людей из помещений  при аварийном отключении рабочего освещения. Искусственное освещение проектируется общее и комбинированное.

При общем освещении светильники  размещаются в верхней зоне помещения, либо равномерно (общее равномерное освещение), либо не равномерно с учетом расположения оборудования, рабочих мест (общее локализованное освещение).

При комбинированном освещении  к общему освещению добавляется  местное. Использование только местного освещения в условиях производства не допускается.

Источниками электрического света  являются электрические лампы двух основных типов: лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные, ртутные, лампы высокого давления типа ДРЛ, ксеноновые безбалластные лампы ДКТ, натриевые лампы типа ДНаО, эритемные лампы типа ЗУВ). Каждая из перечисленных типов ламп имеет свои достоинства и недостатки, поэтому в каждом случае источник света подбирается индивидуально (см. таблицу 1).

Так, например, к достоинствам ламп накаливания по сравнению с газоразрядными лампами относятся: широкий диапазон мощностей и типов, легкость включения в сеть, почти полная независимость от условий среды, возможность эксплуатации во влажных, холодных и других условиях. К недостаткам этого типа ламп относится физиологически неприятный для глаза спектр, отличающийся от спектра естественного света. В спектре света преобладают инфракрасные лучи. Низкий КПД ламп, видимое излучение, составляемое около 4% от потребляемой электроэнергии, высокая температура на поверхности колбы (до 250-300°С), малый срок службы (до 1000 ч) лимитируют использование их во взрывоопасных помещениях.

Газоразрядные лампы  лишены этих недостатков – свет их ближе к естественному, что физиологически более благоприятно, поверхность колбы ламп холодная, они более экономичны. К недостаткам этих ламп относится зависимость от температуры окружающей среды, при температуре ниже 10°С зажигание не гарантировано и наблюдается стробоскопический эффект. Стробоскопический эффект сводится к искажению зрительного восприятия движущихся или сменяющихся объектов. Движущиеся предметы кажутся неподвижными или движущимися в противоположном направлении, что может быть причиной травмы. Стробоскопический эффект возникает при совпадении кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени в осветительных установках, исправляется при помощи специальных схем включения.

Таблица 1

Рекомендуемые источники искусственного света  в зависимости от выполняемой зрительной работы и освещенность

Характеристика зрительной работы	Освещенность при системе  общего освещения, лк	Источники света для зданий
		целесообразные	менее эффективные
Контроль  зрительный с очень высокими требованиями к цветоразличению. Например, контроль готовой продукции в производстве пива, безалкогольных напитков, водки, ликеров, вин; кабинеты врачей и т.д.	300 и более	ЛДЦ, ЛДЦ УФ	ЛХЕ
Сопоставление цветов с высокими требованиями к  цветоразличению. Например, контроль на консервных заводах	300 и более	ЛДЦ, ЛДЦ УФ	ЛХЕ, ЛЕ
Различение  цветных объектов без контроля и  сопоставления (например, производственные цехи кондитерской и хлебопекарной промышленности, столовые и т.д.)	300 и более от 150 до 300 менее 150	ЛБ, ДРИ ЛБ ЛБ	ЛХБ ЛХБ ЛН, КГ
Работа с  ахроматическими объектами (механическая обработка металлов, пластмасс, здания управления и т.д.)	500 и более от 300 до 500 от 150 до 300 менее 150	ЛБ, ДРИ ЛБ, ДРИ, ДРЛ ЛБ, ДРЛ ЛБ, ДНаТ	ЛХБ ЛХБ ЛТБ, ЛН КГ