Рассмотрим степень опасности, которая возникает при прикосновении человека к проводам бытовой электропроводки. Возможны две ситуации. На рис. 1.7 а показана схема прикосновения человека (при оценках ситуации считается, что сопротивление человека Rч >=1000 Ом) к незаземленному проводу. Ток пройдет через человека, по земле (показано пунктиром) и сопротивлению заземления Rз >= 4 Ом. Сопротивлением земли пренебрегаем, считая потенциал всех точек земли одинаковым и равным нулю. Так как Rз<< RЧ, то человек окажется практически под фазовым напряжением. Если учесть, что обычно человек стоит на изолирующем полу и в обуви, то чем больше их сопротивление, тем меньше опасность для человека.
При прикосновении к заземленному проводу человек оказывается под воздействием напряжения, равного падению напряжения на проводе на участке от места его заземления до места касания. В нормальных условиях это напряжение не более 5% от фазового. При коротком замыкании между проводами ток резко возрастает и падение напряжения на проводах достигает почти 100%. В этом случае напряжение в точке прикосновения может составить половину напряжения сети.
3) Защитное заземление и зануление.
а) Защитное заземление- это электрическое соединение металлического корпуса прибора с заземляющим устройством. Заземляющее устройство представляет собой стандартный проводник, имеющий надежный контакт с землей (Rз=4Ом). Надежный контакт с землей обеспечивается необходимыми размерами и глубиной погружения металлической конструкции.
Любые нестандартные проводники (трубы, металлические балки и т.п.) обычно имеют значительно большее сопротивление относительно земли и поэтому не выполняют защитной функции. Из всех суррогатов заземления, лучшим являются трубы с холодной
водой.
Защитное заземление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях с изолированной нейтралью. Схема показана на рис. 1.8.
При пробое ИЗОЛЯЦИИ, т. е. при соединении корпуса прибора с линейным проводом, на корпусе оказывается практически фазовое напряжение относительно земли. Если корпус прибора заземлен, то фазовое напряжение распределяется между сопротивлением заземления Rз и сопротивлением изоляции Rи (показано пунктиром) и так как Rи >> R3. то на корпусе прибора оказывается безопасное для человека напряжение. Подсоединение человека с сопротивлением Rч >> Rз, мало что изменяет в распределении напряжений, так как по нему протекает ток во столько раз меньший, чем через Rз во сколько раз его сопротивление больше
Если нейтраль в сети заземлена, то как видно из рис. 1.9
при Rз1=Rз2 на корпусе прибора в случае контакта с линейным проводом напряжение относительно земли равно половине фазового (напряжение распределяется между двумя сопротивлениями).
Можно сформулировать общее правило: заземление в разных точках одной сети разнородных устройств (нейтраль и прибор) увеличивает опасность поражения током, поэтому такие сети нельзя использовать.
б) Рассмотрим трехфазную четырехпроводную сеть. В таких сетях опасность поражения током при прикосновении к корпусу и другим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие пробоя изоляции и по другим причинам, может быть устранена быстрым (автоматическим) отключением поврежденной электроустановки от питающей сети и вместе с тем снижением напряжения корпуса относительно земли.
Этой цели служит зануление, принципиальная схема которого приведена на рис. 1.10.
Зануление - это электрическое соединение корпуса прибора (металлического) с нулевым защитным проводом. Нулевым защитным проводом называется проводник, соединяющий зануляемые части (корпус прибора) с заземленной нейтральной точкой источника тока. Этот повод обычно прокладывают параллельно с рабочим нулевым проводом.
Нейтральная (общая) точка обязательно заземляется, т.е. имеет хороший контакт с землей; При этом необходимо, чтобы Rз = 4 Oм.
Допустим, что из-за повреждения изоляции корпус прибора соединился с линейным проводом. В этом случае возникнет короткое замыкание цепь которого показана пунктиром. Так как в этой цепи нет сопротивлений кроме самих проводов, то ток достигает таких значений которые приводят к разрушению плавкого предохранителя Пр (или отключению автоматического) и прибор обесточивается. Если предохранитель не исправен (не размыкает цепь), то поскольку корпус прибора заземлен через нулевой защитный провод, то проявляется защитное свойство этого заземления, т.е. снижается напряжение корпуса относительно земли.
Алюминиевые провода, которыми ведется проводка, допускают только холодные контакты (без пайки), а они со временем окисляются и общее сопротивление возрастает. Не исключается и возможность обрыва нулевого защитного провода. В этом случае напряжение на корпусе прибора относительно земли равно фазовому. Предохранитель не размыкает цепь, так как через нагрузку прибора течет нормальный рабочий ток. Для уменьшения этой опасности ставится повторное (в нескольких точках вдоль провода) заземление нулевого защитного провода, что позволяет снизить напряжение на корпусе по крайней мере вдвое.
Заметим, что при наличии заземленного защитного провода, можно заземлять и корпус прибора.
В рабочих помещениях розетки современной электропроводки имеют три контакта: линейный провод, нулевой и нулевой для зануления. Также три контакта имеют вилки современных электроприборов, т.е. зануление подключается автоматически.
В электронной аппаратуре при регистрации слабых низкочастотных сигналов, сопровождающихся различными электрическими помехами, или для определения знака измеряемого потенциала необходимо иметь точку с нулевым потенциалом, относительно которого производятся измерения. В таких случаях прибор заземляется, но это не обеспечивает большую электробезопасность для пациента, а значительно уменьшает ее. Дело в том, что по условиям проведения измерений к точке с нулевым потенциалом (к земле) присоединяется пассивный электрод, который накладывается на пациента. В этой ситуации пациенту крайне опасно касаться частей аппаратуры, находящихся под напряжением.
4) Основные правила электробезопасности.
К мерам обеспечения безопасности относится все, что делает недоступным касание частей аппаратуры, находящейся под напряжением. Одна из основных мер - ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОЙ ИЗОЛЯЦИИ, но изоляция обладает хотя и большим, но конечным сопротивлением. Никогда нельзя исключить порчу изоляции, особенно в местах соединения. Все металлические поверхности аппаратуры, трубопроводы и т.д. должны быть окрашены. Лучшими изоляционными свойствами обладают лаки, затем эмали и масляные краски. Важно состояние помещений. В сухих помещениях, с изолирующим полом электробезопасность обеспечить проще.
1. Не эксплуатировать неисправный прибор.
2. Заземление на трубы водопровода (а тем более на трубы отопления) нельзя считать удовлетворительным из-за их достаточно большого сопротивления и плохого контакта с землей, кроме того всегда есть вероятность, что в другом помещении на эту трубу "заземлен" прибор со значительной утечкой тока.
3. Нельзя браться за металлический корпус работающей аппаратуры двумя руками.
4. При работе с электронными приборами нельзя касаться металлических приборов, конструкций.
5. Нельзя подходить к лежащим на земле оголенным проводам - можно попасть под шаговое напряжение, т.к. потенциалы точек земли повышаются при приближении к проводу, если он находится под напряжением.
Шаговое напряжение - напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека.
Чаще всего "утечки" тока происходят при повреждении изоляции сетевых шнуров, которые подвергаются многократным изгибам и др. воздействиям. Наиболее опасны временные линии электропитания, идущие по земле, удлинители, переносные светильники. Наиболее опасны прецедуры - с пассивными электродами: ЭКГ, реография, электроодонтометрия и т.п. При этих процедурах необходимо тщательно проверять качество ИЗОЛЯЦИИ окружающей аппаратуры и металлических конструкций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.