Приборы для измерения напряжения прикосновения

Измерение напряжения прикосновения MRP-120

1.1.1. При возникновении аварийного режима – замыкания на заземленную (зануленную) часть – на корпусе электроустановки появляется напряжение относительно земли. Данный аварийный режим сохраняется в течение времени действия защиты электроустановки от токов короткого замыкания.

Попадание человека или животного во время действия защиты под напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (корпус) – напряжение прикосновения – может вызвать электротравму.

Для уменьшения напряжения прикосновения до безопасной величины применяют устройства уравнивания электрических потенциалов (УВЭП).

1.1.2. Выравнивание потенциалов является самостоятельной мерой защиты при обеспечении электробезопасности в электроустановках.

1.1.3. Настоящая Методика распространяется на измерение напряжений прикосновения и шага и устанавливает метод и средства измерений, алгоритм подготовки и проведения измерений, обработки результатов измерений, количественные показатели точности и способы их выражения.

1.1.5. Методика обеспечивает получение достоверных показателей точности измерений в стационарном режиме работы электроустановок.

2. Метод измерения

Методы измерения должны обеспечивать следующие основные требования:

— ошибка при измерении не должна превышать 4% (при возможности, необходимо проводить измерения прямым методом, результатом которого является значение напряжения прикосновения и шага при создании реального короткого замыкания, ограниченного во времени – прибор MRP-120);

— малую трудоемкость измерения;

— электробезопасность персонала, выполняющего измерения, а также лиц, случайно соприкасающихся во время измерения с заземленными частями электроустановки.

3. Условия выполнения измерения

3.1. При выполнении измерений напряжения прикосновения и шага монтаж элементов схемы должен быть выполнен в соответствии с требованиями нормативно-технической документации (техническое описание и инструкция по эксплуатации) на применяемые средства измерений и вспомогательные устройства.

3.2. При выполнении измерений должны соблюдаться условия эксплуатации средств измерений и вспомогательных устройств, указанные в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации на применяемые средства.

4. Подготовка средств измерений к выполнению измерения

4.1. При подготовке к выполнению измерений напряжения прикосновения и шага необходимо проверить:

— наличие и комплектность документации, необходимой для эксплуатации средств измерений и вспомогательных устройств;

— наличие действующих поверительных клейм на средства измерений.

4.2. Подготовку к работе средств измерений и вспомогательных устройств производить в соответствии с указаниями, приведенными в инструкциях по эксплуатации.

4.3. Правильность выполнения монтажа схемы измерения в соответствии с техническим описанием на применяемое средство измерения.

4.4. По возможности уменьшить (исключить) число факторов, вызывающих дополнительную погрешность.

5. Выполнение измерения

5.1. При выполнении измерений напряжения прикосновения необходимо:

— перед каждым измерением необходимо производить проверку работоспособности средства измерения;

— проверка правильности подключения сетевого гнезда перед выполнением тестов и измерений при помощи измерителя MRP-120 не является необходимой. Измеритель автоматически контролирует правильность соединения и сигнализирует об ошибках подключения.

— поддерживать нормальный режим работы средства измерения.

5.2. Для измерения напряжения прикосновения и тока отключения УЗО необходимо:

— выполнить подключение L, N (нейтральный провод можно не подключать) и PE от электрооборудования в соответствии с рис.1;

— при помощи переключателя выбрать функцию измерения UB,IA;

— выбрать значение безопасного напряжения;

— выбрать начальную фазу тестового тока;

— при нажатии клавиши производится измерение Ub, результат выводится на основное считывающее поле.

Если напряжение прикосновения, измеренное при токе 40% In, превышает предварительно установленное значение безопасного напряжения UL, то измерение будет прервано и высвечен символ Ub.

Рисунок 1 – Схема измерения прикосновения прибором MRP-120.

5.3. Для начала измерения нажать клавишу “start”. На дисплее появится значение напряжения прикосновения.

6. Нормирование параметра. Определяемые характеристики

6.1. Измерение напряжений прикосновения и шага в искусственно созданном аварийном режиме.

Норма испытания (в соответствии с ПТЭЭП, Приложение 3, п.28.10), в системе с заземленной нейтралью при однофазном коротком замыкании напряжение прикосновения и шага не должно превышать 50 В.

Указания: измерение производится в животноводческих комплексах, банях с электронагревателями и других объектах, где в целях предотвращения электротравматизма выполнено уравнивание и выравнивание электрических потенциалов.

В помещениях, где находятся сельскохозяйственные животные (в соответствии с ГОСТ Р 50.571.14-96, Приложение А), защита от поражения электрическим током предусматривается при следующих аварийных режимах:

— однофазном замыкании на землю в сети напряжением до 1000 В, включая обрыв и падение на землю фазного провода ВЛ;

— замыкания на землю со стороны высшего напряжения на подстанциях 6/0,4; 10/0,4 и 35/0,4 кВ;

— замыкании на землю в ВЛ 6, 10 и 35 кВ;

— однофазном замыкании на корпус в сети напряжением до 1000 В;

— замыкании на землю на стороне высшего напряжения на подстанции глубокого ввода напряжением 110 кВ;

— замыкании на землю в ВЛ напряжением 110 кВ глубокого ввода.

Норма испытания. В первых трех аварийных режимах напряжение прикосновения и шага для животных не должно превышать 12 В. Для четвертого-шестого аварийных режимов допустимое напряжение прикосновения и шага зависит от времени действия защиты от замыканий (полного времени отключения), равного сумме времени срабатывания основной релейной защиты и отключения коммутационного аппарата, и не должно превышать значений, указанных в таблице 1.

Время действия защиты для четвертого аварийного режима не должно превышать 0,4 с.

Таблица 1

Время возможного воздействия напряжения прикосновения, с.	Наибольшее допустимое напряжение прикосновения, В
0,2	150
0,5	100
1,0	75
5,0	35
10,0	25
Свыше 10,0	Не более 12

7. Особенности мер электробезопасности при проведении измерений

7.1. Подключение прибора к токоведущей части электрической сети должно производиться не менее чем двумя лицами, одно из которых выполняет функцию наблюдающего.

7.2. Перед каждым подключением прибора к токоведущим частям следует путем внешнего осмотра проверить качество изоляции соединительных проводов.

8. Обработка результатов измерений

8.1. Измерения напряжения прикосновения необходимо, как правило, проводить при нормальных условиях (см. вводную часть).

8.2. Отклонение от нормальных условий корректируется в форме расчетов пределов допускаемых дополнительных погрешностей в соответствии с Методикой, приведенной в паспорте или техническом описании на средство измерения.

8.3. Численные значения результата измерения и погрешности измерения должны иметь одну значащую цифру после запятой.

8.4. Результаты измерений отображают в протоколе.

9. Список литературы

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание седьмое.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Москва, Энергосервис 2003 г.

3. ГОСТ Р 50571.1.94-15.96, Госстандарт России Электроустановки зданий, Москва.

4. ГОСТ Р 50669-94. Электроснабжение и электробезопасность мобильных здании Госстандарт России, Москва

5. Методические указаний по измерениям электрических характеристик заземляющих устройств. Информэнерго, Москва 1978 г.

6. Об измерениях напряжений прикосновения и шага. Е.П. Гончарик. Электрические станции, 1976 г. № 11.

7. Заземляющие устройства электроустановок. В.В. Бургсдорф. Москва — Энергоатомиздат, 1987 г.

8. Заземление, защитные меры электробезопасности. Москва «Энергия» 1971 г. М.Р. Найфельд.

9. Охрана труда в электроустановках. Б.А. Князевский. Москва «Энергоатомиздат», 1983 г.

10. ПОТ ЭУ

11. Измерение электрических параметров заземляющих устройств. Энергоатомиздат, 1983 г. Москва.  

Источник: https://www.dsv35.ru/news/2016170/

Что такое напряжение прикосновения и от чего зависит его величина

Электрический ток совершает много полезной работы и жизнь современного человека без него невозможна, однако кроме пользы он может принести и вред. Удар током может привести к болевым ощущениям, ожогам и даже к летальному ихсоду. Электробезопасность – очень обширная тема, которая рассматривается далеко не одной публикацией. В этой статье мы расскажем, о том что такое напряжение прикосновения и что под ним понимается.

Определение понятия

Когда человек или животное касается своим телом оголенных токоведущих частей, корпуса прибора, который почему-то оказался под потенциалом, кабеля с поврежденной изоляцией и т.п, а сам, при этом стоит на земле – то разность потенциалов между точкой касания и землей называется напряжением прикосновения.

Иначе говоря, это то напряжение, под которым находятся две оголенные проводящие части не соединенные между собой.

Условия возникновения таковы — корпуса электроприборов обычно заземлены, но повреждения изоляции электрооборудования внутри этих корпусов вызывает появление напряжения прикосновения, когда вы возьметесь рукой за металлическую часть корпуса и связанных с ним металлических частей.

Безопасно ли напряжение прикосновения

Начнем с того, что именно опасно? Напряжение само по себе не представляет особой опасности. Разрушающие и опасные воздействия оказывает электрический ток. Однако от величины напряжения зависит вероятность получить удар током.

Безопасным считается напряжение переменного тока 42 Вольта, ранее считали 36 В. Оно применяется для обустройства переносных светильников и для питания электроинструмента, при работе в труднодоступных местах, в гаражах, подвалах, влажных помещениях, а также в местах временных работ.

Но напряжение прикосновение и безопасное напряжение для человека это немного разные вещи.

Действие электрического тока на человека губительно, он может вызвать фибриляционное сокращение сердца и смерть, поэтому величины допустимых напряжений и токов прописаны в нормативных документах. Согласно нормам, описанным в ГОСТ 12.1.038-82 напряжение прикосновения в нормальных условиях (без аварий) не должно быть больше:

• при переменном токе с частотой 50 Гц – 2 В (ток – 0,3 мА);
• при переменном токе с частотой 400 Гц – 3 В (ток – 0,4 мА);
• при постоянном токе – 8 В (ток – 1 мА);

Это предельно допустимые значения при воздействии до 10 минут в сутки. Стоит отметить, что для людей, которые работают при температурах больше чем 25°С и относительной влажности более 75% эти значения уменьшают в 3 раза.

Так как напряжение прикосновения измеряется между местом положения человека на земле (его контакта с проводящей поверхностью) и местом касания электрооборудования – из этого следует, что оно зависит от места расположения в помещении, точнее относительно точки заземления. Чем дальше вы стоите в момент, когда коснулись опасного прибора, на чьем корпусе оказался потенциал (от точки заземления), тем больше величина напряжения прикосновения.

Стоит отметить еще несколько определений:

1. Зона растекания. Такая площадь на земле, за пределами которой потенциал, возникший, при протекании тока замыкания на землю, равен нулю. За пределами зоны растекания напряжение прикосновения численно равняется величине потенциала на поверхности, которой касаетесь.
2. Шаговое напряжение. Это напряжение между двумя точками на земле (грунте) вокруг места замыкания токоведущей части на землю. Смысл состоит в том, что если возле вас упал высоковольтный кабель, двигаться от него нужно мелкими приставными шагами, не отрывая ноги друг от друга и от земли, таким образом уменьшая расстояния между шагами. Потенциал от точки замыкания на землю убывает по экспоненте. Это значит, что в месте замыкания на землю – он равен потенциалу замыкаемого проводника, а за пределами зоны растекания нулю. Тогда напряжение между этими двумя точками равняется напряжению замкнутого кабеля.

Вы должны были заметить, что напряжение прикосновения, зона растекания и шаговое напряжение связаны между собой.

Пути снижения опасности

Давайте разберемся, как защитится от напряжения прикосновения. Чтобы снизить опасность возникновения потенциала на корпусах электроприборов нужно, во-первых, обеспечить надежное заземление. Причем сопротивление переходного контакта заземлителя (металлосвязь) не должно превышать 0,01 Ома. Место соединения должно быть надежно закреплено болтом или сваркой, его нужно регулярно проверять.

Во-вторых – прежде чем включать приборы после долгого простоя и вообще старые (более 10 лет) нужно проверить качество изоляции проводов и кабелей, для этого используют мегаомметр. Ориентировочно – сопротивление изоляции должно быть на уровне 1 МОм (мегаом) на 1 кВ. Для электросети 220-380 Вольт достаточно и 0,5 МОм.

Для снижения возможности поражения электрическим током необходимо устанавливать УЗО или дифавтомат. Их назначение – защита людей от поражения током. Но здесь нужна система заземления TN-C-S или TN-S, то есть в сети должны присутствовать отдельные провода PE и N, но никак не совмещенный нулевой провод. Необходимо выполнять требования защиты, иначе УЗО не будет корректно выполнять свои задачи.

Расчет напряжения прикосновения

В сетях с изолированной нейтралью напряжение прикосновения рассчитывается по формуле:

Uприк=Фземли-Фкорпуса

Потенциал земли уменьшается с удалением от точки заземления, это проиллюстрировано на картинке выше. В случае, когда заземлитель один – самое опасное касание будет корпуса того прибора, который расположен от заземлителя дальше всех. Поэтому заземляющих контур должен объединять всю площадь помещения и обеспечивать равномерное уравнивание потенциалов.

Полностью формула, учитывающая все сопротивления (касания, зоны растекания), выглядит следующим образом:

Где a1 – коэффициент U прикосновения, на него влияет форма кривой падения потенциала, a2 – коэффициент касания, учитывает сопротивление растекания по площади, на которой стоит человек, обуви, изоляции фазы от земли.

В сетях с глухозаземленной нейтралью, когда человек оказывается под действием напряжения ниже чем линейное (при линейном 380В, фазное равно 220В) ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением обуви, пола (земли) и тела.

Способы измерения

При введении и плановых проверках состояния электроустановок проводят измерение напряжения прикосновения, давайте узнаем о порядке измерения. Сначала отключают нулевой провод от электрощита. Затем измеряют сопротивление милиомметром или измерителем заземляющих контуров, типа MRU-101.

Затем собирают схему, где на расстоянии не менее 25 м от заземлителя (на рисунке цифра 2) устанавливают штырь на глубину 25-30 см и электрод, аналогичный ступне человека (на рисунке обозначен цифрой 3). Между заземлителем и штырем подают напряжение V1. Вольтметр V2 – напряжение прикосновения.

Параллельно ему установлен резистор на 1000 Ом (имитация сопротивления тела человека) и разъединитель (когда он замкнут выполняется измерение).

Так выглядит электрод, который имитирует ступню человека:

Другой способ называют «метод вольтметра-амперметра». На рисунке R2 – сопротивление тела:

Вольтметр измеряет напряжение прикосновения, амперметр – ток через заземлитель. В качестве источника напряжения можно использовать трансформатор с характеристиками:

• Uвых = 500 В;
• Pном = 100 кВа;

Альтернативы: автономный генератор, трансформатор собственных нужд. Ноль вторичной обмотки – заземлить.

На видео ниже наглядно демонстрируется специальный прибор для измерения напряжения прикосновения:

Чем опасно напряжение прикосновения? Вас может ударить током, ведь на поверхности прибора находится потенциал электропитающей сети.

Для того, чтобы избежать поражения, кроме профилактических мер в электросети нужно иметь минимальный набор средств индивидуальной защиты, например диэлектрические перчатки и ботинки при работе в электроустановках и соблюдать все меры защиты, прописанные в нормативных документах и регламентом предприятия.

Будет полезно прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/napryazhenie-prikosnoveniya.html

Оглавление

Утверждено:ООО «Шахтинская ГТЭС»Главный инженер_________________ Дралин С.С.«03» марта 2017 г.
МЕТОДИКАИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ
Начальник ЭТЛ	Нестеров Н.А.
Шахты2017

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ. 3

2. Условия ВЫПОЛНЕНИЯ измерений. 3

3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ. 3

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПОГРЕШНОСТЯМ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН. 5

5. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 7

6. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ 7

7. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ 7

8. ОБРАБОТКА И ВЫЧИСЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ 7

9. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ 8

10. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ. 10

11. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ 10

12. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ 10

Приложение №2. Лист изменений и дополнений к методике 13

приложение №3. Лист ознакомления с методикой 14

14

1. Назначение и область применения методики

1.1. Целью настоящегодокумента «Измерение напряжениеприкосновения» устанавливает методикувыполнения измерения напряженияприкосновения электроустановок до ивыше 1000 В. Результаты измерений во многомопределяют действенность выбранныхмер по обеспечению электробезопасностиперсонала на рабочем месте ( рабочееместо следует понимать как местооперативного обслуживания электрическихустановок и аппаратов)

1.2. При составленииданной методики использованы следующиенормативные документы:

ГОСТР 50571.16-2007. «Электроустановки зданий.Часть 6. Испытания. Приемо-сдаточныеиспытания».

ГОСТР 50571.3-2009. «Электроустановки зданий.Часть 4. Требования по обеспечениюбезопасности. Защита от пораженияэлектрическим током».

ГОСТР 50571.4.43-2012. «Электроустановки зданий.Часть 4. Требования по обеспечениюбезопасности. Защита от сверхтока».

ГОСТР 50571.3-2009. «Электроустановки зданий.Часть 4. Требования по обеспечениюбезопасности. Общие требования поприменению мер защиты для обеспечениябезопасности. Требования по применениюмер защиты от поражения электрическимтоком».

ГОСТ Р 8.563-2009«Государственная система обеспеченияединства измерений. Методики (методы)измерений»;

Объем и нормыиспытаний электрооборудования» РД34.45.51.300-97

Правила устройстваэлектроустановок (далее ПУЭ). –главы шестого и седьмого издания (с изм.2003 г);

«Правила техническойэксплуатации электроустановокпотребителей» (далее ПТЭЭП) .2003г.

«Правилапо охране труда при эксплуатацииэлектроустановок» , 2013 г. (далееПОТЭУ). Документ с изменениями,внесенными:приказом Минтруда Россииот 19 февраля 2016 года N 74н

РД153-34.0-20.525-00 «Методические указания поконтролю состояния заземляющих устройствэлектроустановок»

Измерителисопротивления заземления ИС — 20 и ИС -20/1 Руководство по эксплуатацииРАПМ.411212.002РЭ

Инструкцияпо охране труда инженера по испытаниями средствам защиты от перенапряжений.

2. Условия выполнения измерений

Припроведении испытаний соблюдают следующиеусловия:

-температура воздуха от 5 до 40 0С;

-относительной влажности от 30 до 80% (при25 0С);

3. Метод измерения

Принципиальныесхемы измерительных цепей при определениинапряжения прикосновения представленына рис. 1 (к рабочим относятся места, накоторых при выполнении оперативныхпереключений могут возникнуть КЗ икоторые доступны для прикосновенияпроизводящему переключения персоналу).

а)

б)

Рис. 1. Схемыизмерительных цепей при определениинапряжений прикосновения:

а— на рабочемместе;б— на нерабочем месте

Токовыйэлектрод размещается таким образом,чтобы возможно точнее имитироватьтоковую цепь, возникающую при замыканиина землю.

Приизмерении напряжения прикосновения натерритории ОРУ 110 кВ и выше, питаниекоторого осуществляется от одной илинескольких ВЛ, токовый электродпереносится от края заземлителя неменее чем на 2Д.

Еслиподстанция располагается на территориипромышленного предприятия, на застроеннойтерритории, то для уменьшения наводкинапряжения на токовую цепь рабочимтоком ВЛ токовый электрод переноситсяне менее чем на 200 м от подстанции ипримерно на 100 м в сторону от питающихВЛ.

Еслиизмерения выполняются на ОРУ 110 кВ, сшин которого осуществляется питаниенагрузки, а питание шин в свою очередьосуществляется от автотрансформаторас высшим напряжением 220-1150 кВ, токовыйэлектрод можно присоединять к нейтралипитающего автотрансформатора.

Проводникитоковой и потенциальной цепей должныподключаться к заземленному оборудованиюотдельными струбцинами, при этомпроводник токовой цепи присоединяетсяк заземляющему проводнику. Проводникпотенциальной цепи может быть подсоединенк этому же заземляющему проводнику илик любой точке металлоконструкции, т.е.к месту возможного прикосновения.

Приизмерении на нерабочем месте токовыйвывод Т2прибора присоединяетсяк заземляющей шинке корпуса ближайшегооборудования, по которой может протекатьток КЗ.

Потенциальнаяцепь от вывода П1прибораподсоединяется к пластине, имитирующейстопы ног человека, размером 25 см25 см, которая располагается примерно в1 м от оборудования. Основание подпластиной должно быть выровнено иувлажнено 250 мл воды. Пластина должнабыть выполнена таким образом, чтобы приизмерениях на ней мог располагатьсячеловек, создающий необходимое давление,которое должно быть не менее 50 кг.

Приизмерениях на подстанциях 110 кВ и вышевыводы П1и П2измерительногоприбора должны быть шунтированырезистором 1 кОм, как это показано нарис. 1.

Дляопределения сопротивления основаниясобирается схема, показанная на рис. 2.Определение сопротивления основаниярекомендуется производить у каждойточки измерения. Сопротивление Rоснизмеряется мегомметром либо с помощьюприбора ИС-20 (в этом случае к заземляющемупроводнику присоединяются выводы П1и Т1, а к основанию П2, Т2).

Рис. 2. Схемаизмерения сопротивления основания:

1 – ИС-20; 2 -доска;3 — поролон; 4 — медная сетка; 5 — мокраяткань

Источник: https://StudFiles.net/preview/6440479/

Что такое напряжение прикосновения, его нормы, расчет и меры защиты

В процессе работы с электроустановками в цепи переменного тока нельзя полностью исключать вероятность ощущения его воздействия. Причиной может быть случайное прикосновение к токоведущим элементам или косвенные факторы. Об одном из них (шаговом напряжении) мы уже подробно рассказывали на страницах нашего сайта. В этой статье пойдет речь о другом виде косвенного воздействия электрического тока на человека, получившее название напряжение прикосновения.

Что такое “напряжение прикосновения”?

В электробезопасности под этим термином подразумевается разность потенциалов между двух точек электроцепи, возникающая в момент одновременного прикосновения к ним человека.

Такая ситуация может возникнуть в результате нарушения изоляции токоведущих элементов цепи, их замыкания на электропроводящие поверхности, что приводит к образованию опасных зон растекания тока.

Контакт с такой поверхностью называется косвенным прикосновением к корпусу или электропроводящим элементам (в зависимости от устройства электроустановки).

Рис. 1. Пример косвенного прикосновения

В таких случаях степень воздействия электрическим током зависит как от сопротивления тела человека (R) и величины (Uпр). Допустим в данном случае R = 800 Ом, Uпр близкое к фазному напряжению (230 В). Применяя закон Ома несложно вычислить величину тока в образовавшейся электрической цепи: Iпр=Uпр/R= 220/800 = 287,5 мА. Это значение в несколько раз превышает допустимые нормы.

В большинстве случаев косвенное прикосновение является однополюсным, то есть в данном случае угрозу несет фазное, а не линейное напряжение, которое в 1,73 раза выше. Но это слабое утешение, поскольку поражение током может все равно стать фатальным.

Опасность косвенного прикосновения заключается в том, что риск его возникновения, в большинстве случаев, не зависит от действий человека, в отличие от прямого касания, которое может возникнуть по неосторожности, в результате ошибки или несоблюдения ТБ.

Расчет

Приведенный выше пример (на рис. 1) сильно упрощен, чтобы ознакомиться с основными особенностями напряжения прикосновения (Uпр) необходимо посмотреть на проблему с точки зрения защитного заземления и зануления. Для этого рассмотрим пример, представленный на рисунке ниже.

Рисунок 2. Особенность напряжения прикосновения в случае одиночного заземления

На рисунке изображено три двигателя А, В, С (это могут быть и любые другие электроустановки), разно удаленных от единого заземлителя D и соединенных с ним защитным проводниками.

Если вследствие аварии произошло замыкание фазы сети на корпус, то на нем образуется потенциал, уровень которого будет практически таким же, как на заземлителе (ⱷзм).

При этом на основании появится зона растекания тока, потенциал которой (ⱷос) зависит от удаления от заземлителя (график зависимости приведен на рисунке).

Учитывая тот факт, что на уровень напряжения влияет как потенциал заземлителя, так и коэффициент прикосновения, то очевидно, что характер опасности различен при использовании одиночного или группового заземления. Рассмотрим отдельно каждый из вариантов.

Одиночное заземление

Вернемся к рисунку 2. Как уже упоминалось выше, в случае замыкания фазы на корпус электроустановки, на всех ее токопроводящих элементах установиться потенциал ⱷзм. При этом на поверхности возле заземлителя образуется зона с уровнем потенциала, зависящим от коэффициента прикосновения. То есть, в случае случайного прикосновения к корпусу B уровень напряжения касания будет зависеть от расстояния Х1 и кривой Е.

Теперь рассмотрим, вариант прикосновения к электроприбору C. В этом случае расстояние Х2 превышает 20,0 метров, что равносильно тому, что Х2 стремится к бесконечности. В результате коэффициент прикосновения α будет увеличиваться, стремясь к единице, соответственно, Uпр станет равным ⱷзм Этот вариант с наибольшим потенциалом самый опасный.

Исходя из этого, можно констатировать, что чем дальше находится установка от одиночного заземлителя, тем выше напряжение прикосновения. На расстоянии от 20 метров и более оно будет практически равно фазному.

Групповое заземление

При применении групповой схемы заземления происходит накладывание зон растекания тока, в результате этого в любой точке между заземлителями потенциал будет выше нуля. Соответственно, коэффициент α будет меньше единицы, а ⱷзм– превышать напряжение прикосновения.

Для наглядности приведем пример, в котором делают два заземлителя в виде полусфер определенного радиуса r, вкопанных на расстоянии h друг от друга.

Рисунок 3. Напряжение прикосновения при групповом заземлении

В данном случае потенциальная кривая будет описываться следующим уравнением: ⱷос = ⱷгз*(r*(h-r)/(х*(h-х)), где ⱷгз– потенциал группы заземлителей, r – радиус полусферы электрода, h –– расстояние между заземлителями, х – расстояние между точкой касания и ближайшим заземлителем.

Теперь можем рассчитать напряжение прикосновения: Uпр = ⱷгз – ⱷос = ⱷгз*(r*(h-r)/(х*(h-х)),  соответственно, коэффициент прикосновения для группового заземления будет α = (r*(h-r)/(х*(h-х)):

Учитывая приведенные выше выражения, можно утверждать, что наибольший уровень напряжения и значение коэффициента прикосновения будут в том случае, когда точка основания будет располагаться между заземлителями, то есть, при x=h/2.  Соответственно αмакс = 1- 4r * (h-r)/h2, откуда получаем UПРмакс = ⱷгз * αмакс.

Снижение напряжения вплоть до минимального, как и в предыдущем примере, будет при максимальном приближении к заземлению.

Заметим, что при большом числе электродов заземления рассчитать высокий электрический потенциал (максимальное напряжение) практически нереально, поэтому применяется метод прямых измерений.

Измерения

Данный вид измерений предписывается проводить в производственных помещениях, где установлено технологическое оборудование и имеются устройства выравнивающие потенциал. Последние положено устанавливать на оборудование, для которого характерен высокий ток замыкания на землю. Выравнивание потенциала также производится на объектах с протяженным токопроводящим оборудованием, где возможно возникновение потенциала вследствие нарушения изоляции фазных проводов.

Перед тем, как приступить к проверке, измеряются сопротивления заземления и нулевых защитных подключений. Далее отключают ввод и подключают схему, наподобие той, что представлена ниже.

Схема для измерения напряжения прикосновения

Обозначения:

• Tr1 – Автотрансформатор.
• R- Резистор, с сопротивлением, соответствующим телу человека (как правило 1,0 кОм).
• SW – Выключатель.
• V1, V2 – Измерительные приборы.
• А – Заземлитель корпуса оборудования.
• B – Токопроводящая пластина, имитирующая ступню человека.

Алгоритм измерений следующий:

1. На собранную схему подается питание от источника тока, используя при этом вольтметр V1 для контроля напряжения.
2. По показаниям второго прибора определяют Uпр путем измерения напряжения между заземлителем корпуса оборудования (A) и металлическим щупом, погруженным (забуренным) в основание на глубину 30,0 см на удалении 25 и более метров от заземляющего электрода. Данный показатель покажет UПРмакс.
3. После этого делают измерение величины напряжения на пластине имитаторе ступни (UB).
4. Включают выключатель SW и измеряют величину напряжения (U1) между имитатором ступни и заземляющим электродом.
5. Рассчитывают напряжение прикосновения по формуле Uпр = 2/(1/UB+1/U1):

Обратим внимание, что в настоящее выпускаются приборы, позволяющие снять необходимые для электробезопасности показатели и другие важные характеристики.

Меры защиты

Наиболее эффективный способ защиты от пагубного воздействия высокого напряжения прикосновения – установка заземлителей в непосредственной близости от электроустановок. Не менее эффективно действует выравнивание потенциала покрытия, это также снижает величину шагового напряжения. В этом случае применяется схема контурного заземления, ее пример приведен на рисунке.

Пример контурного заземления

Как видно из приведенного примера, групповые заземлители расположены сеткой. При этом вертикальные электроды размещены таким образом, чтобы расстояние между ними было меньше длины заземляющего стержня. В случае замыкания фазного провода на токопроводящую поверхность одного из электроприборов, за счет соединения с другими заземлителями, ток будет растекаться таким образом, что уровень потенциала будет примерно одинаков в любой точке основания.

Таким образом, разность потенциалов между основанием и корпусом электроприбора будет стремиться к нулю, соответственно, таким же будет и напряжение шага и прикосновения.

Обратите внимание, что вне поверхности защищенной контуром наблюдается резкий спад уровня потенциала заземления, увеличивая опасность поражения. Сделать падение напряжения более пологим можно при помощи металлических шин, размещенных за периметром контура.

Профилактика

В число профилактических мер для снижения вероятности поражения от косвенного прикосновения входит:

• Проверка сопротивления изоляции кабелей, обмоток электромашин и других токоведущих элементов. В случае снижения сопротивления изоляции или ее повреждения, во избежание линейного или однофазного замыкания, проблемная электрическая сеть должна быть отключена.
• Измерение сопротивления заземления, оно не должно превышать допустимую величину.
• Проверка надежности заземления нейтрали (нулевого провода).
• Регулярная поверка устройств защитного отключения на предмет срабатывания от тока замыкания и соответствие другим параметрам.
• Поскольку человеческое тело обладает малым сопротивлением, то при работе с электроприборами следует использовать, как минимум, резиновые коврики. Учитывая непредсказуемость появления напряжения прикосновения на корпусе оборудования, такая мера предосторожности не будет лишней.
• Отслеживание режимом электроустановок, чтобы не допустить их нештатной работы и т.д.

Рекомендуем прочитать:

Источник: https://www.asutpp.ru/naprjazhenie-prikosnovenija.html