Понятие шагового напряжения и напряжения прикосновения: Шаговое напряжение. Напряжение прикосновения.

Напряжение шага и прикосновения., действующие на человека. Меры защиты.

Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. При прикосновении человека к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, часть тока замыкания на землю проходит через человека, а если корпус не заземлен, то через человека проходит весь ток замыкания на землю (однополюсное прикосновение). Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.

Потенциалы на поверхности грунта при замыкании тока на корпус любого потребителя распределяются по гиперболической кривой. Напряжение прикосновения равно разности потенциалов корпуса электрооборудования и точек почвы, на которых находятся ноги человека. Чем дальше электродвигатель находится от заземлителя, тем под большее напряжение прикосновения человек попадает, и наоборот, чем ближе к заземлителю, тем меньше напряжение прикосновения U .

За пределами зоны растекания тока напряжение прикосновения равно напряжению на корпусе оборудования относительно земли. Снизить напряжение прикосновения и силу тока можно за счет малого сопротивления системы защитного заземления или увеличения потенциала поверхности в зоне растекания тока на землю.

Для защиты людей от напряжения прикосновения применяется уравнивание потен­циалов, а также использование дополнительных изолирующих электрозащитных средств (изолирующих подставок; изолирующих ковриков).

Шаговое напряжение – напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим в земле или токопроводящем полу, и равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (пола), находящимися на расстоянии одного шага человека. Значение напряжения шага зависит от ширины шага и удаленности человека от места замыкания на землю. По мере удаления от места замыкания напряжение шага уменьшается.

Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой – на расстоянии шага от него.

Если человек находится вне поля растекания на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю.

На расстоянии 1 м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, на расстоянии 10 м снижение достигает 92%, а на расстоянии 20 м потенциал точек земли практически равен нулю. Такое распределение потенциалов объясняется тем, что вблизи заземлителя площадь проводника-земли малая, поэтому здесь земля оказывает большое сопротивление прохождению тока. По мере удаления от заземлителя сечение проводника-земли увеличивается, сопротивление его уменьшается, следовательно, и падение напряжения уменьшается. На расстоянии более 20 м от места замыкания тока земля практически не оказывает сопротивления прохождению тока. Оказавшись в зоне напряжения шага, выходить из нее следует небольшими шагами (гусиными скользящими шагами) в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю и, в частности, лежащего на земле провода.

Основные меры защиты

1. Изоляция токоведущих частей с устройствами непрерывного контроля. Различают виды изоляции:

рабочая – обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения током

дополнительная – предусматривается на случай повреждения рабочей изоляции, рабочая+дополнительная=двойная изоляция

усиленная – улучшенная изоляция, которая обеспечивает ту же степень защиты, что и двойная изоляция.

Нормирование изоляции: характеристика – сопротивление изоляции. Контроль изоляции: периодически осуществляется мегаомметрами, при приемосдаточных испытаниях электроустановок после монтажа, ремонта, при обнаружении дефекта, а также в установленные нормативные сроки. Постоянный контроль осущ. приборами, включенными в цепь электроустановки, они подают сигнал о снижении сопротивлении изоляции.

2. Ограждение и недоступность токоведущих частей. Оградительные устройства применяются с целью исключения возможности прикосновения к токоведущим цепям. Выполняются в различном исполнении.

3. Эл. разделение сетей. Сети большой протяженности имеют значительные емкости, и даже однофазное прикосновение в таких сетях опасно. Поэтому их разделяют разделительными трансформаторами на отдельные участки, что уменьшает их емкостную составляющую и опасность поражения тока.

4. Применение малых напряжений. Малое напряжение – до 42 В, которое используется для питания инструментов, а также для переносных светильников и местного освещения на станках в помещениях с особой и повышенной опасностью.

5. Электрозащитные средства. Служат для выполнения ремонтных и пусконаладочных работ в действующих электроустановках. По назначению они делятся на изолирующие, ограждающие и вспомогательные. Изолирующие служат для изоляции человека от токоведущих деталей. Бывают основными (изоляция длительно выдерживают рабочее напряжение, для установок до 1000В – изолирующие штанги, изолирующие клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент, боты, указатели напряжения; свыше 1000В – изолирующие штанги, указатели напряжения, клещи) и дополнительные (применяются совместно с основными – коврики, галоши, изолирующие подставки). Ограждающие средства служат для ограждения токоведущих частей и ошибочных операций в коммутационном оборудовании – переносные ограждения, переносные заземления. Вспомогательные служат для защиты от падений с высоты, вспышек света, механических повреждений – пояса, канаты, когти, очки, рукавицы, противогазы.

6. .Защитные заземления -преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Заземлению подлежат корпуса приборов, станков, станины, опоры и др.

Принцип действия: снижение уровней напряжений прикосновения относительно земли до допустимых пределов.

Причины оказания корпусов под напряжением:

· самоиндукция, индукция

· блуждающие токи

Пробой изо Заземление состоит из защитного заземляющего устройства ( стержневые электроды, которые размещаются по контуру или в линию), к которому подключены все производственные помещения, а к ним крепится оборудование.

Все параметры заземления рассчитываются специальными методами.

7. Зануление– преднамеренное эл. сопротивление с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия: зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате которого срабатывает защита (автомат или предохранитель или реле), которая селективно отключает поврежденный участок сети. Нулевой защитный проводник нельзя путать с нейтралью, который служит для питания потребителя. Для надежного отключения и срабатывания защита проводимость проводов выбирается такой, чтобы ток короткого замыкания был как минимум в 3 раза больше номинального тока ближайшего реле, автомата или предохранителя. Нулевой провод через 20-30 метров повторно заземляется с целью уменьшения напряжения на корпусе в момент кз. Зануление контролируется аналогично заземлению мегаомметрами.

8. 8. Защитное отключение

Это быстродействующая защита, применяемая в тех случаях, когда все другие виды защиты трудноосуществимы, ненадежны или когда к электроустановке предъявляются повышенные требования безопасности. Особенности – быстродействие, чувствительность, помехоустойчивость.

Шаговое напряжение и напряжение прикосновения

При повреждении изоляции и пробое фазы на заземленный корпус электрооборудования, при падении на землю провода под напряжением может происходить замыкание одной из фаз на землю.

На рис. 4 показана схема зоны растекания тока в земле через заземлитель при коротком замыкании одной из фаз на землю и появления шагового напряжения.

Рис. 5. Схема возникновения шагового напряжения.

Человек может оказаться под напряжением, попав в зону растекания тока в земле при обрыве провода, повреждении изоляции проводов, при ударе молнии и стекании электрического заряда в землю и т. д. Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12. 1.009).

Из рис. 4 видно, что наибольшее напряжение U_з возникает в точке замыкания на землю, по мере удаления от этого места потенциал поверхности грунта уменьшается, так как сечение проводника (почвы) увеличивается пропорционально квадрату радиуса, на расстоянии 1 м оно составляет 0,5–0,7 от полного, а в точках В1 и В2 на расстоянии примерно равном 20 м, может быть принято равным нулю.

Очевидно, чем шире шаг, тем шаговое напряжение будет выше и может достигнуть опасной величины. Кроме того, поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, тем самым, увеличивая величину шагового напряжения за счет своего роста и замыкания цепи тока на теле через жизненно важные органы. Поэтому выходить из зоны растекания тока необходимо короткими шагами.

Напряжение шага считается допустимым, если оно не превышает 40 В. В случае падения провода на землю, не допускается приближение к нему в радиусе 6-8 м от места замыкания на землю.

Напряжение прикосновения может возникнуть в том случае, если человек будет находиться на земле и касаться при этом корпуса заземленного оборудования, случайно оказавшегося под напряжением. Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек (ГОСТ 12.1.009).

Опасность такого поражения оценивается значением тока, проходящего через тело человека (напряжением прикосновения), и зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, степени изоляции токоведущих частей от земли и т. п.

Для обеспечения защиты людей при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут по каким-либо причинам оказаться под напряжением, применяют защитное заземление и зануление.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедуших частей, которые могут оказаться под напряжением при замыкании на корпус и по другим причинам. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования.

Задача защитного заземления – устранение опасности поражения током при пробое на корпус.

Принцип действия защитного заземления – снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.

Если корпус электрооборудования не заземлен и оказался в контакте с фазой, то прикосновение к такому корпусу равносильно прикосновению к фазе. В этом случае ток, проходящий через человека может достигать опасных значений.

Если же корпус заземлен, то величина тока, проходящего через человека, безопасна для него. В этом назначение заземления, и поэтому оно называется защитным.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Задача зануления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Решается эта задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети.

При занулении, если оно надежно выполнено, всякое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазами и нулевым проводом). При этом возникает ток такой силы, при которой обеспечивается срабатывание защиты (предохранителя или автомата) и автоматическое отключение поврежденной установки от сети.

Каковы требования к сенсорному и шаговому потенциалу? | Блог

Цель:

Понять концепцию шага и потенциала прикосновения согласно IEC 62305-3 (EN 62305-3) Как энергия рассеивается на проводящих объектах. Существуют некоторые хорошие проводники, которые обеспечивают путь к земле в случае поломки столба или обрыва провода, например, металлические заборы, влажная почва и лужи. Другие проводники, такие как деревья, деревянные заборы и столбы, могут быть не такими хорошими, как металлические проводники, но все же позволяют электричеству течь на землю. Хотя древесина считается изолятором, влажная древесина проводит электричество.

Объект и близлежащие окрестности активируются, когда проводник под напряжением падает на сетчатый забор или прямо на землю, создавая высокое напряжение, пропорциональное земле. Напряжение определяется источником, сопротивлением объекта и состоянием грунта, в том числе веществом и влагой.

Градиент потенциала земли — это рассеяние напряжения от заземленного проводника или заземленного конца электрифицированного заземленного предмета. Потенциалы земли представляют собой уменьшение напряжения, связанное с этим рассеянием. С увеличением расстояния от заземленного конца напряжение быстро падает.

Что такое ступенчатый потенциал?

Состояние высокого напряжения – это когда ток течет от воздушной линии через проволочное ограждение к земле, что приводит к градиенту напряжения. Он основан на удельном сопротивлении почвы, что приводит к перепаду напряжения, также известному как разность потенциалов, между двумя участками на земле.

 

Ступенчатое напряжение:

Напряжение между ногами человека, стоящего рядом с наэлектризованным заземленным объектом, называется ступенчатым потенциалом. Он также равен разности потенциалов, определяемой кривой распределения напряжения между двумя участками, удаленными на значительное расстояние от электрода. Только нахождение рядом с подключенным устройством подвергает человека опасности во время неисправности. Часть потенциала земли, которую может охватить человек, совершающий шаг в 1 м, называется ступенчатым напряжением.

Форма области градиента потенциала определяет ступенчатое напряжение. Ступенчатое напряжение падает по мере увеличения расстояния от конструкции, как показано на диаграмме. В результате риск для людей снижается по мере их удаления от сооружения.

 

Следующие шаги могут снизить шаговое напряжение:

1. Использование барьеров или ограждений для предотвращения проникновения людей в потенциально опасные места.
2. Сопротивление пола должно быть в пределах 100 кОм на расстоянии 3 м вокруг токоотвода.
3. Уменьшение размера ячейки сети заземления для управления потенциалом.

 

Что такое сенсорный потенциал?

Потенциал прикосновения — это напряжение прикосновения между живым объектом и соприкасающимися ногами человека. В некоторых случаях контактный потенциал может быть практически равен полному напряжению на заземленном объекте. Если объект заземлен в месте, отличном от точки контакта человека с ним. Кран, например, заземляется на нейтраль системы. если по каким-либо причинам кран соприкоснется с линией под напряжением, кран и человек, сидящий внутри, будут подвержены «потенциалу прикосновения или напряжению прикосновения».

 

Следующие шаги могут снизить напряжение прикосновения:

1) Изоляционный материал (сшитый полиэтилен толщиной не менее 3 мм с выдерживаемым импульсным напряжением 100 кВ (1,2/50 с) используется для покрытия пуха

2) В радиусе 3 м вокруг токоотводов контактное сопротивление слоя пола не менее 100 кОм.

3) Примечание. Слой изоляционного материала толщиной 5 см, например, асфальта (или слой гравия толщиной 15 см), снижает опасность до допустимого уровня (IEC 62305-3).

4) Потенциальное управление используется для сжатия ячеистой сети системы заземления.

 

Важность потенциального контроля:

Если большая группа людей регулярно собирается в опасной близости от сооружения, которое необходимо защитить, им следует предложить контроль для обеспечения безопасности.

Если градиент сопротивления на поверхности земли в защищаемом помещении не превышает 1/м, то достаточно управления потенциалом. Для этого к существующему фундаменту заземлителя необходимо добавить кольцевой заземлитель на расстоянии 1 м и глубиной 0,5 м. Это «первое кольцо» управления потенциалом, если в конструкции уже имеется система заземления в виде кольцевого заземляющего электрода.

 

Если конструкция имеет потенциальное управление, токоотводы должны быть подключены ко всем кольцам управления.

 

Требования к потенциалу прикосновения и прикосновения

 

Потенциальные опасности, связанные с потенциалом прикосновения и прикосновения:

Безопасное напряжение прикосновения и шага стало основным критерием для безопасного проектирования заземления/заземления. Из-за недавних изменений в BS EN 50522 и IEEE Std.81. Раньше заземляющий мат сопротивлением 1 Ом обеспечивал безопасность, но теперь это не так.

Как IEEE, так и IEC приняли лучшие и полезные методы для данной ситуации. Согласно стандартам, естественная опасность, создаваемая повышением потенциала земли, может противостоять человеческому сердцу или животному, вызванному разницей потенциалов при прикосновении к любому подключенному оборудованию или нахождении рядом в соответствии с потенциалом прикосновения или шага.

 

Как снизить риск, связанный с шаговым потенциалом и сенсорным потенциалом?

После определения опасностей с помощью исследования потенциала Земли, специализированный консультант по электрическому заземлению имеет доступ к нескольким жизненно важным фундаментальным мерам для снижения возможности ступени и риска прикосновения (смягчение).

Однако знать, как их применять, комбинировать и размещать в надежном решении для электрического заземления, сложно. Поверхностные напряжения контролируются и поддерживаются таким образом, чтобы допустимые пороги для сердца не превышались и находились в пределах практических финансовых ограничений бюджета.

 

 

Верхние поверхностные слои удельного сопротивления должны быть дополнительной стратегией смягчения последствий. Например, цель заземления должна состоять в том, чтобы обеспечить по возможности безопасную конструкцию основания без использования химикатов для кондиционирования почвы или смягчения поверхностного слоя.

 

Выдерживаемое напряжение прикосновения на токоотводе системы молниезащиты:

Зона риска прикосновения и шагового напряжения находится в пределах 3 м от здания и имеет высоту 3 м. Длина этой области эквивалентна человеку, поднимающему руку на максимально возможную высоту плюс разделяющее расстояние.

Меры против недопустимо высокого напряжения прикосновения могут потребоваться в случае незащищенных конструкций (строений, подверженных ударам молнии, доступных для населения (например, укрытий).

 

При молниезащите напряжение прикосновения снижается путем выполнения следующих шагов:

с) импульсное выдерживаемое напряжение). Положение токоотводов изменено.

2) Удельное сопротивление поверхностного слоя земли должно быть не менее 100 кОм в пределах 3 м от токоотвода (IEC 62305-3 (EN 62305-3)).

3) Примечания или уведомления об ограничениях могут свести к минимуму вероятность скопления людей. Также существует вероятность столкнуться с блокпостами.

 

Критерии личной безопасности человека от шага и прикосновения Потенциал:

Не думайте, что упавший на землю или не искрящий проводник безопасен.

Существует распространенное заблуждение, что любой провод с покрытием, водонепроницаемостью или изоляцией является телефонным, телевизионным или оптоволоконным кабелем.

Несмотря на то, что низко висящие провода не соприкасаются с землей, они все же содержат потенциал напряжения, чтобы избежать их прикосновения. Все работает до тех пор, пока не будет проверено и обесточено.

Не приближайтесь к оборванной или падающей линии электропередач. Предположим, что он активен все время. Это может быть фатально, если вы прикоснетесь к нему.

Из точки контакта электричество может течь наружу по кругу через землю. Выезд из центра может привести к несоответствию напряжения. Никогда не стоит ездить по линиям электропередач. Предположим, что они активны. Даже если это не так, сроки могут затянуться в вашей технике или транспортном средстве.

Если вы соприкоснетесь с линией электропередач во время вождения, сохраняйте спокойствие и не выходите из автомобиля, если он не горит. Если это вообще возможно, обратитесь за помощью.

Если вам необходимо покинуть какое-либо оборудование из-за пожара или других соображений безопасности, постарайтесь прыгнуть полностью, избегая одновременного касания оборудования и земли.

Чтобы уменьшить электрический ток и избежать поражения электрическим током, приземляйтесь обеими ногами вместе и шаркайте маленькими шажками. Всегда сохраняйте равновесие.

 

Шаговый потенциал и сенсорный потенциал – обязательны к прочтению

27 апреля 2018 г. 4 августа 2016 г. от администратора

Шаговый потенциал – это напряжение между ногами, т.е. один шаг человека, стоящего рядом с заземленным объектом, находящимся под напряжением.

Потенциал прикосновения — это напряжение прикосновения между объектом, находящимся под напряжением, и ногами человека, находящегося в контакте с объектом. Равно разности напряжений между объектом и точкой на некотором расстоянии.

Теперь самое главное понять физический смысл и значение Потенциала Шага и Потенциала Касания.

Для теоретических соображений True Earth представляет собой проводник глубоко в земле практически без сопротивления. При таком определении True Earth сопротивление заземления можно рассматривать как сопротивление между заземляющим матом или сеткой подстанции и истинной землей. По этому определению поверхность не является настоящей землей. Течение может и будет течь по поверхности, но имеет тенденцию проникать вглубь. На рисунке ниже Ground Network — это мат земли.

Теперь рассмотрим линию замыкания на землю на опоре электропередачи в районе распределительной станции. Ток короткого замыкания на опоре электропередачи будет проходить по заземляющему проводу и опорам, а затем распространяться по поверхности, прежде чем уйти глубже, тем самым создавая потенциальную опасность для коммунальных служб поблизости. Чем ближе к опорам башни, тем больше концентрация тока и выше напряжение. Чем шире расставлены ноги человека или чем больше расстояние от рук (при соприкосновении с конструкцией) до ног (при нахождении с потенциалом земли), тем больше градиент напряжения на теле. Именно по этой причине 9Потенциалы 0173 Step и Touch оцениваются и принимаются меры, чтобы привести их в безопасные пределы.

Прохождение тока вызывает падение напряжения на поверхности земли. Человек, стоящий с расставленными ногами, будет развивать часть этой разности потенциалов от ноги к ноге. Сопротивление увеличивается по мере того, как ток течет от точки входа в почву на заземляющем стержне или опоре башни. Таким образом, риск для персонала является наибольшим вблизи точки входа, при этом падение напряжения на одном и том же пролете становится все меньше и меньше с расстоянием. Следовательно, градиент напряжения на протяжении типичного человеческого шага составляет Ступенчатый потенциал .

Потенциал прикосновения — это потенциал, который может быть установлен между точкой, в которой человек стоит на земле, и точкой, в которой происходит какой-либо контакт с оборудованием, например, если положить руку на ограждение подстанции.

Технические стандарты используют расстояние досягаемости в один метр для расчета потенциала касания.