2014-02-24
1491
Классификация сетей
Классификация помещений по опасности электропоражения
На сопротивление тела человека влияют условия окружающей среды, а следовательно и на степень поражения электрическим током. Поэтому согласно ПУЭ-7 помещения подразделяется по характеру окружающей среды на следующие типы:
1. Сухие относительная влажность;
2. Влажные 60 < φ ≤75%, пары и влага выделяются в небольших количествах;
3. Сырые;
4. Особо сырые, потолок, стены, пол, предметы покрыты влагой;
5. Жаркие: температура в помещении под воздействием тепловых излучений
6. Пыльные:
а) с токопроводящей пылью;
б) с нетокопроводящей пылью;
По условиям производства в помещении выделяется технологическая пыль, которая может оседать на проводах и проникать внутрь оборудования.
7. Помещения с химически-активной или органической средой.
В соответствии с ПУЭ-7 помещения по опасности поражения людей электрическим током подразделяются на три класса:
1. Помещения без повышенной опасности – сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и изолирующими полами;
2. Помещения с повышенной опасностью – относятся помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:
- повышенной влажности;
- высокой температуры;
- наличие токопроводящей пыли;
- токопроводящие полы (земляные, железобетонные, металлические, кирпичные);
- возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, оборудования с одной стороны и к металлическим корпусам электрического оборудования.
3. Особо опасные помещения – помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:
а) особой сырости, стены и потолок покрыты влагой;
б) химически активной (агрессивной) среды;
в) одновременное наличие 2х и более условий для помещений с повышенной опасностью.
Территории размещения наружных электроустановок (на открытом воздухе, под навесом) приравниваются к особо опасным помещениям.
В ряде нормативных документов выделяются в отдельную группу работы в особо неблагоприятных условиях – это работы в металлических ёмкостях с ограниченной возможностью перемещения, в сосудах, аппаратах. Опасность электрического поражения и требования безопасности в них выше, чем в особо опасных помещениях.
Согласно ПУЭ-7 при напряжении до 1000В применятся две схемы трёхфазных сетей переменного тока:
1. Трёхфазная 3х проводная сеть с изолированной нейтралью (сеть типа IT), рис. 9.1
Рис.9.1. Трёхфазная трёхпроводная сеть с изолированной нейтралью
Нейтраль – точка относительно которой напряжение на внешних выводах одинаково по абсолютной величине.
Изолированная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора не присоединённая к заземляющему устройству.
Напряжение между фазой и нейтралью – фазное Uф. Все фазные напряжения равны между собой по абсолютной величине:.
Напряжения между двумя соседними фазами – линейные Uл. Линейные напряжения также равны между собой по абсолютной величине:.
Соотношение между фазными и линейными напряжениями:
В данной сети могут быть получены только линейные напряжения, так как нейтральная точка недоступна.
По международной классификации такая сеть называется сеть типа IT.
Первая буква указывает режим нейтрали вторичной обмотки трансформатора:
I – изолированная нейтраль,
T – глухозаземлённая нейтраль.
Вторая буква указывает характер заземления металлических корпусов (открытых проводящих частей) электроустановки:
Т- непосредственная связь открытых проводящих частей с землёй (защитное заземление);
N – непосредственная связь с заземлённой нейтралью.
2. Трёхфазная 4х проводная сеть с глухозаземлённой нейтралью (сеть типа TN). Рис. 9.2
Глухозаземлённой нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора присоединённая непосредственно к заземляющему устройству. Заземлённый нейтральный проводник называется также нулевым.
Глухозаземлённым может быть также вывод источника однофазного переменного тока.
Рис.9.2. Трёхфазная четырёхпроводная сеть с глухозаземлённой нейтралью
В данной сети могут быть получены линейные и фазные напряжения. Сеть 380/220В.
Линейное напряжение Uл=380В, фазное Uф=220В.
В зависимости от функций нулевого проводника сети TN могут быть нескольких типов: TN-C, TN-S, TN-C-S (рис.9.3).
Рис.9.3. Типы сети TN
TN-C - нулевой рабочий и нулевой защитный проводники совмещены.
TN-S – нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены.
Разновидности системы TN различаются между собой уровнем безопасности, который в свою очередь зависит от вероятности обрыва PEN проводника.
При такой неисправности в системе TN-C, TN-C-S имеет место вынос потенциала фазы на все занулёные металлические корпуса электроприёмников, подключённых после точки обрыва, по цепи: фаза – обмотка электроприёмника, нулевой рабочий проводник, точка соединения нулевых рабочих и защитного проводников; нулевой точка защитный проводник; корпус. Наибольшей вероятностью обрыва PEN проводника характеризуется система TN-C.
Система TN-C-S обеспечивает более высокий уровень безопасности. Наибольшую степень безопасности имеет система TN-S, где PEN проводник отсутствует, но эта сеть экономически невыгодна, так как имеет два проводника одинакового сечения по всей длине сети.
Возможность поражения человека электрическим током зависит также и от того, каким образом произошло включение человека в электрическую сеть.
Различают следующие схемы включения:
1. Однофазное включение в сети с изолированной нейтралью (рис.9.4);
2. Однофазное включение в сети с заземлённой нейтралью (рис.9.5);
3. Двухфазное включение (рис.9.6).
Рис.9.4. Однофазное включение в сети с изолированной нейтралью: Rиз – сопротивление изоляции относительно земли Rиз1=Rиз2=Rиз3=R
Рис.9.5. Однофазное включение в сети с заземлённой нейтралью
Рис.9.6. Двухфазное включение
1. При однофазном включении человека в сеть с изолированной нейтралью, ток проходящий через человека
, (9.3)
где – сопротивление обуви, Ом; – сопротивление пола или основания, Ом.
При наиболее неблагоприятном случае, когда человек имеет проводящую обувь и стоит на токопроводящем полу и так как Rh << R
. (9.4)
При высоком качестве изоляции опасность будет минимальная (человек находится под защитой изоляции фаз).
Данная сеть обладает наименьшей опасностью электрического поражения в исправном режиме.
При плохой изоляции или пробое, замыкании на землю человек будет под линейным напряжением:
. (9.5)
2. При однофазном включении в сеть с заземлённой нейтралью опасность электропоражения будет больше. Ток, проходящий через человека:
, (9.6)
где Rз – сопротивление участка земля-основание.
Так как Rз <<Rh, то
. (9.7)
Аварийный режим (рис. 9.7)
Рис. 9.7. Аварийный режим сети с заземлённой нейтралью
R1=R2=R3=Rn=R
C1=C2=C3=Cn=C
r0 <<R, r0 <<Rh
Uф1 = U
Uф2 = aU
Uф3 = a2Uф
a = -0.5 +j
, (9.8)
где – сопротивление провода, заземлённого на землю в результате аварии, Ом; - сопротивление заземления нейтрали, Ом.
1. =0 ¹0
. (9.9)
2. =0
. (9.10)
Uф < Un < Uл
В этом случае опасность больше, чем в случае исправном режиме
3. При двухфазном включении человек попадает под наибольшее - линейное напряжение. Ток, проходящий через человека
. (9.11)
В этом случае сопротивление изоляции и тип нейтрали (изолированная или заземлённая) роли не играют. Данная схема является наиболее опасной.
