![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Анализ опасности трехфазных электрических сетейТрехфазная четырехпроводная сеть с нейтралью, заземленной через активное и индуктивное сопротивления. Определение напряжения прикосновения и тока, проходящего через тело человека, в случае прикосновения его к одной из фаз трехфазной сети оказывается более сложным, чем в рассмотренных выше случаях. Для упрощения расчетов воспользуемся символическим методом. При этом вначале рассмотрим прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети, у которой нейтраль заземлена через активное и индуктивное сопротивления r0 и
Это наиболее сложный случай, однако выводы, полученные при его рассмотрении, могут быть распространены путем простейших преобразований на другие трехфазные сети. На рис. 15.4 показаны рассматриваемая сеть и ее эквивалентная схема в момент прикосновения человека. Полные проводимости изоляции фазных и нулевого проводов относительно земли и заземления нейтрали в комплексной форме равны, См:
а полная проводимость тела человека, При прикосновении человека к одной из фаз, например фазе 1 (рис. 15.4), напряжение прикосновения определится выражением
а ток через человека будет равен где U1 — комплексное напряжение фазы 1 (фазное напряжение), В; U0 — комплексное напряжение между нейтралью источника тока и землей (между точками 00' на эквивалентной схеме), В. Согласно известному методу двух узлов U0 выражается следующей зависимостью: С учетом того что для симметричной трехфазной системы где а — фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг фаз, будем иметь: Подставив это значение в (15.7), получим искомое уравнение напряжения в комплексной форме, приложенное к телу человека, прикоснувшегося к фазе 1 трехфазной четырехпроводной сети с нейтралью, заземленной через активное и реактивное сопротивления:
Ток, проходящий через человека, получим, если умножим выражение (15.8) на Yh:
Пользуясь уравнениями (15.9) и (15.10), определим Uпр и Ih при прикосновении человека к фазе наиболее распространенных трехфазных сетей: четырехпроводной с глухозаземленной нейтралью и трехпроводной с изолированной нейтралью. Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью. Выражения для U и Ih в случае прикосновения человека к фазе этой сети аналогичны выражениям (15.8) и (15.9); лишь полная проводимость заземления нейтрали имеет иное значение, а именно:
При нормальном режиме работы сети проводимости фазных и нулевого проводов относительно земли по сравнению с Y0 имеют малые значения и с некоторым допущением могут быть приравнены к нулю, т.е. В этом случае уравнения (15.9) и (15.10) значительно упростятся. Так, напряжение прикосновения в действительной форме будет или
а ток, проходящий через человека, А, Согласно требованиям Правил устройства электроустановок r0 не должно превышать 10 Ом; сопротивление же тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в (15.12) и (15.13) можно пренебречь значением r0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления Iф на Rh. Пример 15.5. Человек прикоснулся к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети 380/220 В с заземленной нейтралью. Определить ток Ih, проходящий через человека. Дано: г0 = 4 Ом; Rh = 1000 Ом; r1 = r2 = r3 = rн = r = 10 кОм; C1 = С2 = С3 = Сн = С = 0,1 мкФ (хс = 32 кОм). Решение. Поскольку полные проводимости каждой фазы и нулевого провода У весьма малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали Yо, т.е. принимаем, что Yl=Y2=Y3=YH=0. Следовательно, мы вправе применить выражение (5.13). Тогда ток, проходящий через человека, Ih = 220 / (1000 + 4) ≈ 220 мА. Очевидно, что и при других значениях r и С ток, проходящий через человека, будет иметь то же значение. Из уравнения (15.13) вытекает еще один вывод: ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы, практически не изменяется с изменением сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли, если сохраняется условие, что полные проводимости проводов относительно земли весьма малы, по сравнению с проводимостью заземления нейтрали. Этот вывод иллюстрируется кривыми 1 и 2 на рис. 15.5, построенными по данным примера 15.5. При аварийном режиме, когда одна из фаз сети, например фаза 3 (рис. 15.6, а), замкнута на землю через относительно малое активное сопротивление гзм, уравнение (15.9) имеет следующий вид: Здесь мы также приняли, что Y1 Y 2 и Y 2 малы по сравнению с Y 0, а Y3 — по сравнению с Y 0 и YЗМ, т.е. приравнены нулю. Выполнив соответствующие преобразования и учтя, что получим напряжение прикосновения в действительной форме: С целью упрощения этого выражения сделаем допущение, что В результате получим:
Ток Ih, А, проходящий через человека, Рассмотрим два характерных случая. 1. Если принять, что сопротивление замыкания провода на Следовательно, в данном случае человек окажется под воздействием линейного напряжения сети. 2. Если принять равным нулю сопротивление заземления нейтрали r 0, то т.е. напряжение, под которым окажется человек, будет равно фазному напряжению. Однако в практических условиях сопротивления r зм и r 0 всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше линейного, но больше фазного, т.е. Это положение иллюстрируется векторной диаграммой, приведенной на рис. 15.6, б и соответствующей рассматриваемому случаю. Этот вывод вытекает также из уравнения (15.14). Так, при небольших значениях r зм и r 0 по сравнению с Rh первым слагаемым в знаменателе можно пренебречь. Тогда дробь при любых соотношениях r зм и r 0 будет всегда > 1, но меньше Таким образом, прикосновение человека к исправному фазному проводу сети с заземленной нейтралью в аварийный период более опасно, чем при нормальном режиме. Пример 15.6. В сети, данные которой указаны в примере 15.5, человек прикоснулся к фазному проводу в период, когда другой провод был замкнут на землю через сопротивления r зм —100, 50, 4 и 0,5 Ом (рис. 15.6, а). Определить Ih, приняв Rh = 1000 Ом. Решение. Поскольку принимаем проводимости всех проводов относительно земли равными нулю. Тогда ток, проходящий через человека, определится уравнением (15.15). При r зм = 100 Ом этот ток будет Так же определим Ih для других значений r зм:
На рис. 15.7 эти данные представлены кривой 1. Нетрудно убедиться что в этом примере ток Ih века при прикосновении к практически не изменится, если принять иные значения Rh. сети 380 В при аварийном т л- Tрехфазная трехпроводная сеть с изолированный нейтралью. При нормальном режиме работы рассматриваемой сети напряжение Uпр и ток Ih в период косания человекак одной фазе, например фазе 1 (рис. 15.8), определяются уравнениями (15.9) и (15.10), в которых надо принять Yн = Y0 = 0. Так, выражение для тока Ih, А, в комплексной форме:
где В действительной форме этот ток
2.При равенстве сопротивлений изоляции и отсутствии емкостей, т.е. при r1 = r2 = r3 = r; С1 = С2 = С3 = С,, что может иметь место в коротких воздушных сетях, ток, протекающий через человека, будет 3. При равенстве емкостей и весьма больших сопротивлениях где емкостное сопротивление: Пример 15.7. Человек прикоснулся к фазе трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью 380 В; Rh = 1000 Ом. Определить Ih для двух случаев: 1) при r1 = r2 = r3 = r; С1 = С2 = С3 = С сопротивление r имеет следующие значения: 3, 5, 10, 20, 40 и 60 кОм; 2) при r1 = r2 = r3 = ∞; С1 = С2 = С3 = С емкость С имеет следующие значения: 0,03; 0,05; 0,1; 0,3; 0,6; 1,2 мкФ, а соответствующие им емкостные сопротивления хС = 100; 64; 32; 10,6; 5,3; 2,7 кОм. Решение. Ih определяем по (15.20) и (15.21). При r = 3 кОм 3 При С = 0,03 мкФ, т.е. при хC = 100 кОм, получим: Так же определим Ih для других значений r и С:
Этот пример и выражения (15.18)—(15.21) показывают, что в сетях с изолированной нейтралью опасность для человека, прикоснувшегося к одному из фазных проводов в период нормальной работы сети, зависит от сопротивления проводов относительно земли: с увеличением сопротивления опасность уменьшается. Вместе с тем этот случай, как правило, менее опасен, чем прикосновение в сети с заземленной нейтралью (сравните уравнения (15.13) и (15.20)). Этот вывод иллюстрируется кривыми 3 и 4 на рис. 15.5, построенными по данным примера 15.7.
Произведя соответствующие преобразования и имея в виду, что Y3 = 1 / r зм и Уh = 1 / Rh получим выражение для тока в действительной форме, А,
Напряжение прикосновения будет, В,
Если принять, что гзм = 0, или по крайней мере считать, что r зм << Rh (так обычно бывает на практике), то согласно (15.23) получим: т.е. человек окажется под линейным напряжением сети. В действительных условиях r зм всегда больше 0, поэтому 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. Таким образом, этот случай прикосновения во много раз опаснее прикосновения к той же фазе сети при нормальном режиме работы (см. (15.20) и (15.22), имея в виду, что r зм << r зм / 3). Этот случай является также более опасным, чем прикосновение к здоровой фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью (см. (15.15) и (15.22), учитывая, что r 0 мало по сравнению с r зм). В подтверждение полученных выводов решим пример с данными, аналогичными данным примера 15.6. Пример 15.8. Человек прикоснулся к проводу трехфазной трехпроводной сети 380 В с изолированной нейтралью в период, когда другой провод был замкнут на землю через сопротивления r зм = 100, 50, 4 и 0,5 Ом (рис. 15.9, а). Дано: r1 = r2 = r3 = r = 10 Ом; С1 = С2 = С3 = С = 0,1 мкФ; хС = 32 кОм; Rh = 1000 Ом. Определить ток, проходящий через человека. Решение. Поскольку Принимаем, что Y1 = Y2 = 0; Y3 = 1 / r зм Следовательно, мы вправе воспользоваться формулой (15.22). Тогда при r зм = 100 Ом При других значениях r зм ток Ih будет:
На рис. 15.7 эти зависимости изображены кривой 2.
|