Что понимается под напряжением прикосновения ответ: Вопрос: Что понимается под напряжением прикосновения? : Смотреть ответ

Содержание

Что понимается под напряжением прикосновения?

В данной инструкции изложены основные функции сайта, и как ими пользоваться

Здравствуйте,

Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз.
Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы, попадете на главную страницу.
«Главная» – отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» – выпадет список разделов, нажав на один из них, попадете в раздел интересующий Вас.

На странице билетов добавляется кнопка “Билеты”, нажимая – разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.

«Полезные ссылки» – нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

Первая кнопка выводит форму входа в систему для зарегистрированных пользователей.
Вторая кнопка выводит форму обратной связи через нее, Вы можете написать об ошибке или просто связаться с администрацией сайта.
Третья кнопка выводит инструкцию, которую Вы читаете. 🙂
Последняя кнопка с изображением книги ( доступна только на билетах) выводит список литературы необходимой для подготовки.

Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» – для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты.
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно , либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.

На главной странице и страницах категорий, в середине, расположен список разделов. По нему вы можете перейти в интересующий вас раздел.
На остальных страницах в середине располагается сам билет. Выбираете правильный ответ и нажимаете кнопку ответ, после чего получаете результат тестирования.
Справой стороны (в мобильной версии ниже) на страницах билетов располагается навигация по билетам, для перемещения по страницам билетов.
На станицах категорий расположен блок тем, которые были добавлены последними на сайт.
Ниже добавлены ссылки на платные услуги сайта. Билеты с ответами, комментариями и результатами тестирования.
В самом низу, на черном фоне, расположены ссылки по сайту и полезные ссылки на ресурсы, они дублируют верхнее меню.
Надеемся, что Вам понравился наш сайт, тогда жмите на кнопки социальных сетей, что бы поделиться с другими и поможете нам.

Если же не понравился, напишите свои пожелания в форме обратной связи. Мы работаем над улучшением и качественным сервисом для Вас.

С уважением команда Тестсмарт.

Косвенное прикосновение и меры защиты от него

АгоВ одной из предыдущих статей мы уже рассказывали об опасности прямого прикосновения к токоведущим элементам и технических мерах защиты, используемых для предотвращения случайного прикосновения. В данной статье пойдет речь об опасности, которую представляет собой косвенное прикосновение. Собранные материалы позволят понять, чем оно отличается от прямого контакта и каким образом можно исключить нежелательные последствия.

Что такое косвенное прикосновение?

Под этим термином подразумевается поражение электротоком в результате прикосновения к открытым проводящим конструктивным элементам, на которых находится высокий потенциал в результате непредвиденной аварии. То есть, в штатной ситуации, эти элементы конструкции не представляли бы опасности для человеческой жизни, поскольку не находились бы под воздействием электрического тока.

Тем, кто предпочитает, чтобы определения технических терминов приводились дословно из нормативных документов, приведем цитату из ПУЭ (см. п. 1.7.12).

Определение косвенного прикосновения по ПУЭ, пункт 1.7.12

То есть в данном случае речь идет не о двойном замыкании, когда прикосновение происходит к двум фазам.

Примеры косвенных прикосновений

Приведем несколько примеров рассматриваемого прикосновения, встречающихся в быту и на производстве. Допустим, у электрочайника с металлическим корпусом произошло повреждение изоляции нагревательного элемента. В результате на корпусе образуется опасное напряжение прикосновения. Если взять такой чайник в руку, ничего не произойдет, поскольку в данном случае мы будем иметь дело с однополюсным прикосновением.

Ситуация резко изменится, если второй рукой коснуться смесителя, в этом случае образуется электрическая цепь, проходящая через тело человека (двухполюсное прикосновение). Это будет равносильно прямому контакту с нулем и фазой. Описанная угроза может исходить от многих бытовых приборов, например, пылесоса, накопительного водонагревателя (бойлера), стиральной машины и т. д.

Примеры косвенного прикосновения в быту

Характерный пример на производстве – пробой изоляции фазного провода и его контакт с корпусом электроустановки. При одновременном прикосновении к металлической оболочке оборудования (где произошел пробой) и открытой, проводящей ток замыкания, конструкции с нулевым потенциалом, человек будет поражен электротоком. При нарушении изоляции нуля или защитного провода, максимум, что может произойти – однофазное замыкание, что приводит к отключению АВ.

Чем отличается прямое прикосновение от косвенного?

Определение обоих видов касаний приводится как в ПУЭ (см. п.1.7.11-12). Наглядные примеры обоих прикосновений приведены ниже.

Примеры прикосновений: 1) прямое; 2) косвенное

Как видно из рисунка, прямым типом называется прикосновение к неизолированным тоководам. В большинстве случаев это происходит по причине случайного прикосновения по не внимательности, ошибке или из-за опасного приближения к электроустановкам здания. В данном случае безопасность обеспечивается путем предотвращения случайного касания опасных токоведущих проводников. Для этого предусматриваются специальные технические меры защиты, такие как: установка ограждений, предупреждающих знаков и т.д.

Если рассматривать косвенное прикосновение, то оно происходит только при нештатной ситуации, когда нарушается изоляция токоведущих проводников. Это приводит к образованию фазного потенциала на корпусе установки и образованию опасных зон с током утечки. Для предотвращения прикосновения предусмотрены спецмеры, о которых пойдет речь далее.

Меры защиты

Учитывая, что угроза касания носит случайный характер, необходимы спецмеры для минимизации опасности, исходящей от электрического контакта с сторонними токопроводящими элементами, на которых находиться опасный потенциал. Список спецмер указан в ГОСТах 50571.1-93 и 30331.1-95, перечислим, что предлагают нормативные документы:

Организация на объекте заземления.
Установка на вводе УЗО, реагирующиго на ток утечки.
Произвести уровень потенциалов близкий по значению.
В критических местах, доступных к прикосновению, на токоведущие элементы устанавливают дополнительную (двойную) изоляцию.
Использование установок с малым напряжением.
Использование трансформаторов для гальванической развязки.
Создание изолирующих зон.

Рассмотрим более подробно, каждую из перечисленных мер защиты.

Заземление

В данном случае речь идет не о функциональном, а защитном заземлении. То есть, к ЗУ подключают токопроводящие поверхности оборудования, представляющие потенциальную опасность. Если сопротивление изоляции станет ниже допустимого, и в результате на корпусе образуется фазное напряжение. Прикоснувшись к такому корпусу установки, стоящий на земле человек подвергнется воздействию опасного напряжения равного потенциалу однофазного тока.

При подключении к ЗУ всех открытых токопроводящих поверхностей, представляющих возможную угрозу, описанная выше ситуация не произойдет, поскольку место касания будет с нулевым потенциалом.

Косвенное касание незаземленного и заземленного корпуса

Как видим, характер воздействия электрического прикосновения определяется сопротивлением цепи. В первом случае прикосновение с проводящим элементом приводит к прохождению электротока через тело человека. Во втором, сопротивление заземлителя значительно ниже, чем у человеческого тела, поэтому утечка идет через ЗУ.

Не следует рассматривать использование заземлителей в качестве панацеи, в некоторых случаях дополнительные требования могут исключать использование ЗУ.

Автоматическое отключение питания

При таком способе производится размыкание фазы (фаз) и нуля на вводе питания, то есть, осуществляется их одновременное отключение. Термин «автоматическое» подразумевает, что срабатывание происходит без участия человека. Система автоматического отключения (АО) может применяться совместно с заземлением или независимо от него. Скорость срабатывания защиты исчисляется десятыми долями секунды, что соответствует требованиям норм электробезопасности.

Данный способ широко применяется на производстве, например на линиях, от которых запитаны ручные электроинструменты, мобильные установки и т.д. В быту через устройства защитного отключения подается питание на накопительные водяные электронагреватели, посудомоечные и стиральные машины, а также другое оборудование.

С принципом работы и описанием основных характеристик УЗО Вы можете ознакомиться в более ранних публикациях на нашем сайте.

Уравнивание потенциалов

Под данным термином понимается подключение всех открытых токопроводящих элементов конструкции и оборудования к шине защитного заземления с нулевым потенциалом для обеспечения электробезопасности. С дословным описанием термина можно ознакомиться в ПУЭ (см. п. 1.7.32).

Приведем пример, допустим, в производственном цехе корпуса нескольких станков подключено к собственным ЗУ, в то время как остальное оборудование заземлено на шину PE. В результате такого неграмотного заземления при КЗ на корпус образуется разность потенциалов между открытыми токоведущими элементами заземленного и зануленного оборудования, что создаст серьезную угрозу для жизни.

Именно поэтому выдвигается требование уравнивания потенциалов, которое выполняется путем подключения открытых токопроводящих поверхностей к шине PE. Это исключает опасность при прикосновении к проводящим элементам.

Выравнивание потенциалов

Согласно определению в ПУЭ (см. п. 1.7.33) под выравниванием следует понимать уменьшение разности потенциалов на токопроводящем покрытии. То есть, фактически речь идет о снижении фактора воздействия, производимого шаговым напряжением. В качестве спецмеры закладываются проводники, подключенные к общему ЗУ через шину PE. Вместо них может применяться заземленное проводящее напольное покрытие.

Двойная или усиленная изоляция

Практически на любое оборудование, запитанное от сети до 1,0 кВ, может устанавливаться двойное или усиленное изоляционное покрытие (помимо основного, используемого для покрытия тоководов). При такой конструкции, если происходит снижение сопротивления в результате повреждения основной изоляции, дополнительный диэлектрик исключит касание токопроводящей поверхности. Соответственно, при проблемах с дополнительной изоляции, будет действовать основной изолирующий слой. Вероятность одновременного разрушения двух слоев крайне мала.

Допускается использовать двойную и усиленную изоляцию в качестве основной защиты от косвенного прикосновения. То есть, не задействуя другие меры защиты.

Малое (сверхнизкое) напряжение

Данный способ можно назвать универсальной мерой электробезопасности, соответственно, он работает и при косвенном прикосновении. Трансформатор, используемый для понижения напряжения, также играет роль гальванической развязки. Для сетей постоянного тока установлено значение сверхнизкого напряжения величиной 60,0 В, переменных источников питания – 25,0 В.

Данный вид защиты допускается использовать в качестве единственной меры электробезопасности для исключения угрозы прикосновения.

Электрическое разделение цепей

В данном случае речь идет о гальванической развязке, благодаря которой можно осуществлять передачу электроэнергии из одной цепи в другую при отсутствии прямого электрического соединения. Примеры разделения электроцепей приведены ниже.

Пример гальванической развязки при помощи трансформатора (1) и диодной оптопары (2)

Как видим, в первом случае гальваническая развязка осуществляется при помощи трансформатора, во втором – диодной оптопары.

Если отказаться от электрического разделения, то величина тока, протекающего из одной цепи в другую, будет ограничена их внутренним сопротивлением. Причем величина сопротивления будет незначительной. Образованные внутренними процессами выравнивающие токи, особенно в цепях большой протяженности, представляют серьезную угрозу при прикосновении.

Изолирующие помещения, зоны

Данный метод эффективен даже без наличия защитного заземления. Надежная изоляция стен и пола обеспечивает защиту при прямом и косвенном однополюсным прикосновении. Нижняя граница сопротивление изоляции помещения, для электроустановок с напряжением до 1,0 кВ, не должна опускаться ниже 100,0 кОм. Для оборудования, запитанного от электрической сети с напряжением не более 0,5 кВ обеспечивающая защиту сопротивление устанавливается в пределах 50,0 кОм.

Совмещение методов и дополнительные меры.

В большинстве своем перечисленные выше методы защиты могут быть использованы совместно. Но иногда это недопустимо, например, установка в зоне изоляции защитных проводников подключенных к ЗУ, приведет к нарушению равной величине потенциалов. Приведенный пример является скорее исключением, но он лишний раз указывает, что при выборе из доступных к одновременному использованию дополнительных мер защиты необходимо проявлять осторожность.

Похожие материалы на сайте:

Причины скачка напряжения в квартире
Как заземлить электроплиту в частном доме?

Напряжение прикосновения: определение, пределы, формула

Все мы знакомы с опасностью электричества, но мало кто понимает, что такое напряжение прикосновения и почему оно может быть так опасно. Напряжение прикосновения представляет собой опасность поражения электрическим током, возникающую, когда человек вступает в контакт с токоведущей частью цепи. Важно осознавать эту опасность, потому что, хотя на первый взгляд напряжение прикосновения может показаться безвредным, оно может быстро привести к серьезной травме или смерти, если не принять меры.

Напряжение прикосновения Определение

Термин «напряжение прикосновения» официально определен в стандарте IEC 60050-195-2021 как:

напряжение между токопроводящими частями при одновременном прикосновении человека или домашнего скота.
IEC 60050-195-2021

Примечание 1 к записи: На величину напряжения прикосновения влияет полное сопротивление человека или домашнего скота, находящегося в электрическом контакте с этими токопроводящими частями.

IEC 60728-11, IEC 61140, IEC 61557-1 и IEC 62282-5-1 определяют термин «(эффективное) напряжение прикосновения» так же, как IEC 60050-19.5.

В техническом отчете IEC 60479-5 определяется термин «напряжение прикосновения» из IEC 60050-195. В примечании к этому определению поясняется, что:

Напряжение прикосновения может отличаться от напряжения холостого хода между этими проводящими частями.
IEC TR 60479-5-2007

В соответствии с IEC 61557-1-2019 рассматриваемый термин имеет следующий короткий символ: U _t .

Напряжение прикосновения Значение

Когда человек или животное прикасается к токопроводящим частям с разным электрическим потенциалом одновременно, он или она подвергается воздействию напряжения, которое в нормативных актах называется напряжением прикосновения. В этих условиях через тело человека (животного) будет протекать электрический ток, который может привести к смертельному поражению электрическим током, серьезному поражению электрическим током или механическому повреждению.

Если человек (животное), имеющий электрическое соединение с землей, прикоснется к какой-либо части, находящейся под напряжением, он также подвергнется воздействию напряжения прикосновения. Через тело человека (животного) также будет протекать электрический ток, величина которого зависит от напряжения прикосновения и импеданса его тела.

Контакт человека (животного) с токоведущими частями обычно происходит в условиях одиночной или множественной неисправности. Например, когда нарушение изоляции токоведущих частей делает их доступными для прикосновения. Однако наиболее вероятно, что человек прикоснется к открытой проводящей части электрического оборудования класса 0 или класса I, которое оказалось под напряжением из-за неисправности основной изоляции какой-либо части, находящейся под опасным напряжением. Возможен, но менее вероятен контакт человека с токопроводящей оболочкой электрооборудования класса II под напряжением, когда двойная или усиленная изоляция токоведущей части неисправна.

Меры защиты от напряжения прикосновения

С целью снижения напряжения прикосновения в электроустановках зданий выполняют защитное соединение. В этом процессе открытые проводящие части электрооборудования класса I соединяются вместе защитными проводниками, а сторонние проводящие части соединяются защитными проводниками.

В условиях повышенной вероятности поражения электрическим током, при использовании электрооборудования I класса, например в помещениях здания с токопроводящими полами и стенами, характеризующихся повышенной влажностью, температурой и другими неблагоприятными условиями, проводят доклейку. При этом открытые токопроводящие части электрооборудования класса I соединяются с посторонними токопроводящими частями с помощью защитных проводников дополнительного заземления.

Защитное соединение обычно используется в сочетании с другими мерами предосторожности, например. автоматическое отключение электропитания. В этом случае система уравнивания потенциалов сначала создает искусственный токопроводящий путь для протекания тока замыкания на землю. Во-вторых, снижает напряжение прикосновения до срабатывания защитного устройства, отключающего распределительную или конечную электрическую цепь при неисправном электрооборудовании I класса.

Предполагаемое напряжение прикосновения

Предполагаемое напряжение прикосновения — это напряжение между одновременно доступными проводящими частями, когда к этим проводящим частям не прикасается человек или домашний скот.

Предполагаемое напряжение прикосновения – это напряжение между проводящими частями, доступными для одновременного прикосновения, когда к этим частям не прикасается человек или животное. Термин «предполагаемое напряжение прикосновения» описывает максимальное значение напряжения между указанными токопроводящими частями. Если человек (животное) прикоснется к этим токопроводящим частям, величина напряжения прикосновения может уменьшиться по сравнению со значением предполагаемого напряжения прикосновения.

В целях снижения предполагаемого напряжения прикосновения в электроустановках зданий проводят защитное уравнивание потенциалов, а в помещениях здания, характеризующихся повышенной вероятностью поражения электрическим током, например ванных комнатах, также проводят дополнительное уравнивание потенциалов вне.

Напряжение между открытой токопроводящей частью, находящейся под напряжением в результате повреждения основной изоляции опасной токоведущей части, и землей или токопроводящей поверхностью, на которой может находиться человек, также является предполагаемым контактным напряжением. Его значение зависит от типа системного заземления, которому соответствует электроустановка здания.

Расчет предполагаемых напряжений прикосновения

Оценим значения предполагаемых напряжений прикосновения для наиболее распространенной системы распределения электроэнергии, которой является электроустановка здания, подключенная к распределительной сети низкого напряжения, состоящей из понижающего трансформатора. подстанция и воздушная линия или подземный кабель.

При нарушении основной изоляции опасной для жизни части электрооборудования I класса и возникновении короткого замыкания на открытую токопроводящую часть в электроустановке здания, соответствующей типу системы заземления ТТ, ток замыкания на землю течет от токоведущей части к открытой проводящей части.

От открытой проводящей части электрический ток течет через защитный провод, главную клемму заземления, заземляющие проводники и заземляющий электрод к местной земле. Через землю ток замыкания на землю протекает к заземлителю заземляющего устройства нейтрали трансформатора, установленного в ТП 10/0,4 кВ (см. рисунок 1 статьи «Ток замыкания на землю»).

Рассмотрим упрощенную схему системы ТТ, показанную на рисунке 1. Ток замыкания на землю протекает по замкнутому контуру, образованному сопротивлениями фазного проводника распределительной линии, фазного и защитного проводников электрических цепей электроустановки здания, устройства заземления источника питания и электроустановки здания, а также источника питания.

Рисунок 1. Упрощенная схема замещения системы ТТ

На рисунке 1 представлены:

Z _{L DL} – полное сопротивление фазного провода распределительной линии от НРУ трансформаторной подстанции до вводных зажимов электромонтаж здания;
Z _{L EIB} – полное сопротивление фазных проводов распределительных и оконечных электрических цепей от вводных зажимов электроустановки здания до точки замыкания на землю;
Z _{PE EIB} – полное сопротивление защитных проводников распределительных и оконечных электрических цепей от главного заземляющего устройства заземляющего устройства электроустановки здания до точки замыкания на землю;

Z _{EA PS} – полное сопротивление заземляющего устройства источника питания;
Z _{EA EIB} – полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания;
I _EF – ток замыкания на землю;
У _{ТП ЕИБ} – предполагаемое напряжение прикосновения в электроустановке здания;
U _{TP E} – предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли;
1 – открытые токопроводящие части опасного электрооборудования I класса;
2 – земля;
3 – главная заземляющая клемма заземляющего устройства электроустановки здания.

Значение расчетного напряжения прикосновения в электроустановке здания У _{ТП ЭИБ} равно падению напряжения на защитных проводниках электрических цепей З

ПЭ ЭИБ от точки замыкания на землю 1, расположенной в открытой токопроводящей части опасного электрооборудования I класса, до главного заземляющего зажима 3:

U _{TP EIB} = Z _{PE EIB} × I _EF , где I _EF , где I _EF – ток замыкания на землю, А.

Предполагаемое напряжение прикосновения в электроустановке здания будет низким по двум причинам :

Во-первых, полное сопротивление защитных проводников электроустановки здания обычно меньше 1 Ом.
Во-вторых, ток замыкания на землю в системе TT обычно меньше нескольких ампер.

Величина расчетного напряжения прикосновения относительно земли У _{ТП Э} равна сумме падений напряжения на защитных проводниках электрических цепей электроустановки здания З _{ПЭ ЭИБ} и падение напряжения на заземлителе электроустановки здания Z _{ЭА ЭИБ} от основного заземляющего зажима 3 до земли 2:

U _{ТП Э} = (Z _{ПЭ ЭИБ} + Z _{ЭА ЭИБ} ) × I _EF .

Так как сумма импедансов фазных проводов распределительной линии, фазных проводов и защитных проводников электрических цепей электроустановки здания существенно меньше суммы импедансов заземления источника питания устройства и электроустановки здания предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли можно приблизительно представить следующим образом:

U _{TP E} ≈ Z _{EA EIB} × I _EF ≈ U _o × Z _{EA EIB} / (Z _{EA EIB 08 EA 0 8 EIB} Z EA EIB 029 ), где U _или номинальное напряжение фазного провода относительно земли, В.

Например, при номинальном напряжении электроустановки здания 230/400 В полное сопротивление заземлителя нейтрали трансформатора трансформаторной подстанции 4 Ом, а полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания 10 Ом, то значение предполагаемого напряжения прикосновения относительно земли примерно равно:

U _{TP E} ≈ 230 В × 10 Ом / (4+10) Ом ≈ 164 В, где 230 В – номинальное фазное напряжение.

Значение предполагаемого напряжения прикосновения относительно земли зависит от соотношения импедансов заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания.

Если сопротивление заземляющего устройства источника питания уменьшается, а полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания увеличивается, предполагаемое напряжение прикосновения к земле увеличивается.

Согласно МЭК 60364-4-41, в электроустановках зданий, имеющих систему заземления типа ТТ, устройства защитного отключения обычно используются в качестве защитных устройств при автоматическом отключении электропитания. Таким образом, импеданс заземляющего устройства электроустановки здания может превышать 100 Ом.

Если полное сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора равно 4 Ом, а полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания равно 100 Ом, то значение предполагаемого напряжения прикосновения относительно земли составит примерно равно фазному напряжению:

U _{TP E} ≈ 230 В × 100 Ом / (4+100) Ом ≈ 221 В.

В отличие от системы ТТ, в системе TN-C-S ток замыкания на землю не протекает в основном в земле , а по PEN-проводнику распределительной линии (см. рис. 2 «Ток замыкания на землю»).

То есть преобладающая часть тока замыкания на землю протекает в замкнутом контуре, образованном полными сопротивлениями фазного и PEN-провода распределительной линии, фазных проводов и защитных проводов электрических цепей электроустановки здания и электроснабжения (рис. 2).

Сумма импедансов заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания во много раз превышает импеданс PEN-проводника распределительной линии, параллельно которой они подключены. Поэтому небольшая часть тока замыкания на землю протекает через эти два сопротивления.

Фазный провод и PEN-провод распределительной линии от трансформаторной подстанции до электроустановки здания, как правило, имеют одинаковую длину и сечение. Длины и сечения фазных и защитных проводников распределительных и оконечных цепей от вводных зажимов электроустановки здания до места замыкания на землю также, как правило, равны.

Следовательно, полные сопротивления фазного провода и PEN-провода распределительной линии, а также фазных и защитных проводов электроустановки здания равны между собой.

Следовательно, при замыкании на землю падение напряжения на импедансах PEN-проводника распределительной линии и защитных проводников электроустановки здания составит примерно половину фазного напряжения – 115 В.

Рисунок 2. Упрощенная схема замещения системы TN-C-S

На рисунке 2 представлены:

Z _{L DL} – полное сопротивление фазного провода распределительной линии от НРУ ТП до ввода клеммы электроустановки здания;
Z _{L EIB} – полное сопротивление фазных проводов распределительных и оконечных электрических цепей от вводных зажимов электроустановки здания до точки замыкания на землю;
I _EF – ток замыкания на землю;
Z _{PEN DL} – полное сопротивление PEN-проводника распределительной линии от низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции до вводных зажимов электроустановки здания;
Z _{PE EIB} – полное сопротивление защитных проводников распределительных и оконечных электрических цепей от вводных зажимов электроустановки здания до точки замыкания на землю;
Z _{EA PS} – полное сопротивление заземляющего устройства источника питания;
Z _{EA EIB} – полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания;
У _{ТП ЕИБ} – предполагаемое напряжение прикосновения в электроустановке здания;
U _{TP E} – предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли;
1 – открытые токопроводящие части опасного электрооборудования I класса;
2 – земля;
3 – вводная клемма электроустановки здания, на которой PEN-проводник распределительной линии разделен на защитные и нулевые жилы электроустановки здания фазного провода и PEN-проводника распределительной линии, а также в качестве фазных и защитных проводов электроустановки здания.

Величина расчетного напряжения прикосновения в электроустановке здания, соответствующей системе заземления типа TN-C-S, равна падению напряжения на защитных проводниках распределительных и оконечных электрических цепей от точки замыкания на землю 1, расположенной в открытой токопроводящей части неисправного электрооборудования I класса, к вводному зажиму 3, у которого PEN-проводник распределительной линии разделен на защитный и нулевой проводники электроустановки здания:

U _{TP EIB} = Z _{PE EIB} × I _EF .

Значение расчетного контактного напряжения электроустановки здания зависит от соотношения импедансов PEN-проводника распределительной линии и защитных проводников электрических цепей электроустановки здания. При равенстве этих сопротивлений величина предполагаемого напряжения прикосновения электроустановки здания составляет примерно одну четвертую часть фазного напряжения:

У _{ТП ЭИБ} ≈ У _o × 0,5 × 0,5 ≈ 230 × 0,25 ≈ 57,6 В.

Если полное сопротивление PEN-проводника распределительной линии составляет половину полного сопротивления защитных проводников установки здания значение предполагаемого напряжения прикосновения электроустановки здания будет примерно равно двум шестым фазного напряжения: ≈ 230 × 2/6 ≈ 76,7 В.

В пределе может достигать половины фазного напряжения – 115 В, если полное сопротивление PEN-проводника распределительной линии равно нулю, например, при подключении электроустановки здания непосредственно к трансформаторной подстанции, встроенной в здание:

U _{ТП EIB} ≈ U _o × 1/2 × 1 ≈ 230 × 1/2 ≈ 115 В.

Расчетное напряжение прикосновения относительно земли равно сумме падений напряжения на защитных проводников электрических цепей электроустановки здания и падением напряжения на заземляющем устройстве электроустановки здания от главного заземлителя до земли 2. Последнее зависит от падения напряжения на PEN-проводнике распределительной линии и соотношение импедансов заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания. Предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли можно рассчитать следующим образом:

U _{TP E} = (Z _{PEN DL} × Z _{EA EIB} / (Z _{EA PS} + Z _{EA EIB}) + Z _{PE 9 08 EF 9 08 EF 9002 29 .}

С одной стороны, значение предполагаемого напряжения прикосновения относительно земли зависит от отношения импедансов PEN-проводника линии электроснабжения к защитным проводникам строительной установки.

С другой стороны, это зависит от соотношения импедансов заземляющих устройств системы электроснабжения и строительной установки. При равных сопротивлениях PEN-проводника и защитных проводников электроустановки здания, с одной стороны, и сопротивлениях заземляющих устройств электроснабжения и электроустановки здания, с другой стороны, предполагаемая напряжение прикосновения относительно земли составляет примерно три восьмых фазного напряжения:

U _{TP E} ≈ U _o × 1/2 × (1/2 ×1/2 +1/2) ≈ 230 × 3/8 ≈ 86,3 В.

Если полное сопротивление PEN проводник распределительной линии составляет половину импеданса защитных проводников электроустановки здания, а импеданс заземляющего устройства источника питания также составляет половину импеданса заземляющего устройства электроустановки здания, предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли будет выше:

U _{TP E} ≈ U _o × 1/2 × (1/3 × 2/3 + 2/3) ≈ 230 × 8/18 ≈ 102,2 В.

Максимальное значение перспективного напряжение прикосновения относительно земли составляет половину фазного напряжения – 115 В, если электроустановка здания подключена непосредственно к встроенной в здание трансформаторной подстанции. В этом случае предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли равно предполагаемому напряжению прикосновения в электроустановке здания.

Такое же значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли будет иметь место, когда замыкание на землю произошло в источнике электроустановки здания. В этом случае предполагаемое напряжение прикосновения электроустановки здания равно нулю. Предполагаемое напряжение прикосновения относительно земли также может достигать половины фазного напряжения, если электроустановка здания не имеет заземления.

Обычное ограничение напряжения прикосновения

Предел условного напряжения прикосновения – значение максимального предполагаемого напряжения прикосновения, которое допускается поддерживать неограниченное время при заданных условиях внешних воздействий.

Термин «условный предел напряжения прикосновения» официально определен в стандарте IEC 61557-1-2019 как:

максимальное значение напряжения прикосновения, которое допускается поддерживать неограниченное время в заданных условиях внешних воздействий и обычно равно 50 В переменного тока, среднеквадратичного значения или 120 В постоянного тока без пульсаций.
IEC 61557-1-2019

Согласно IEC 61557-1-2019 рассматриваемый термин имеет следующий короткий символ: U _L .

Условный предел напряжения прикосновения устанавливает значение максимального предполагаемого напряжения прикосновения, которое может возникнуть в электроустановке здания в течение неограниченного периода времени. Это напряжение обычно не должно превышать верхний предел сверхнизкого напряжения 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока. Однако, если электрооборудование используется в среде с повышенным риском поражения электрическим током, указанные максимальные значения предполагаемых напряжений прикосновения, как правило, снижаются для снижения вероятности поражения электрическим током.

Каталожные номера

МЭК 60050-195-2021
МЭК 61557-1-2019

Telegram-канал @asutpp_com

Расчет напряжения прикосновения и шага

Главная / Ресурсы / Расчет напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения

При выполнении анализа системы заземления очень важно оценить безопасность персонала и населения на объекте электроснабжения. Во время замыкания на землю напряжение системы заземления и окружающего грунта повышается, что описывается как повышение потенциала земли (земли). Опасные условия могут возникнуть для людей, поскольку напряжение варьируется от оборудования к различным точкам почвы, характеризующееся как опасность прикосновения или шагового напряжения.

Бесплатная книга «Введение в анализ заземления»

Узнайте больше о концепциях, изложенных в этой статье, и соответствующем содержании в книге «Введение в анализ заземления» , которую можно загрузить бесплатно! Эта бесплатная книга предназначена для специалистов в области электроэнергетики, ответственных за анализ характеристик системы заземления, в частности, в соответствии со стандартом IEEE Std 80 «Руководство по безопасности заземления подстанций переменного тока». Это всеобъемлющий и ценный ресурс, который показывает необходимость и способы проведения анализа заземления.

Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения определяется как разность потенциалов между повышением потенциала земли заземляющей сетки или системы и потенциалом поверхности в точке, где человек может стоять, в то же время касаясь рукой наземная структура.

Пример прикосновения: у человека под ногами находится напряжение 800 В, поэтому контакт с оборудованием на 1000 В приводит к напряжению прикосновения 200 В.

Ступенчатое напряжение

Разность поверхностных потенциалов, которую может испытать человек, преодолевший расстояние 1 м (3 фута) ногами, не касаясь какого-либо заземленного объекта.

Пример шага: человек идет одной ногой при 900 В, а другой при 800 В, в результате чего шаговое напряжение составляет 100 В.

Оценка напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения

В случае замыкания на землю невозможно устранить напряжения прикосновения или ступенчатого напряжения, поскольку ток пойдет по всем путям, чтобы вернуться к своему источнику. К счастью, в мире существует несколько руководств и стандартов, которые предоставляют методы оценки допустимого напряжения прикосновения и шагового напряжения. Основное внимание в этих документах уделяется расчетам для определения напряжения, при котором человек может выжить, учитывая, что минимальный ток, проходящий через сердце, может вызвать фибрилляцию. Если анализ показывает, что допустимые напряжения превышают допустимые значения, существует множество подходов к смягчению последствий, например:

Расширение или усиление системы заземления для уменьшения повышения потенциала земли.
Установка дополнительного заземляющего проводника для уменьшения перепадов напряжения на поверхности грунта и оборудовании.
Добавление или расширение материала поверхностного слоя с высоким удельным сопротивлением, такого как измельченный чистый гравий или асфальт, для уменьшения тока, протекающего через человека на поверхности.
Ускорение времени очистки защитных настроек для сокращения продолжительности шока.
Добавление физических барьеров для ограничения доступа к возможным опасным местам.
Использование средств индивидуальной защиты для создания эквипотенциальных зон и/или повышения сопротивления персонала.

Каждая станция уникальна, и правильный подход — инженерно-конструкторское решение по снижению и ограничению рисков.