Задание 3

Расчет тока, проходящего через человека при однополюсном и двухполюсном прикосновении

Рассчитайте ток, проходящий через тело человека при однополюсном и двухполюсном прикосновении к трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц. Рассмотреть случаи сети с заземленной (380/220 В) и изолированной (380 В) нейтралью. Сопротивление изоляции проводов R_из = 300 кОм. Емкость сети незначительна (С ≈ 0). Параметры помещения взять из таблицы 3.1. Сопротивление человека принять равным R _чел = 1,5 кОм. Сопротивление заземления нейтрали R₀ = 4 Ом.

Помещение влажное

Материал пола кирпич

Тип подошвы обуви кожа

Опасность трехфазных электрических цепей с изолированной нейтралью. При прикосновении человека к одному из фазных проводов (однофазное сопротивление) исправной сети проводимость этого провода относительно земли уменьшается и происходит смещение нейтрали.

В случае коротких электрических сетей (при малых емкостях фазных проводов относительно земли С = 0) выражение для тока через человека запишется так:

I_ч = 3U_ф /(3R_ч + r).

где U_ф- фазное напряжение сети, В; r – сопротивление изоляции фазы, Ом; - сопротивление цепи человека, Ом, учитывающее сопротивление тела человека , подошвы обуви  и сопротивление, на котором стоит человек, ;

R_ч = 1,5+500+0,8=502,3

I_ч = 3*380 / (3*502,3+300) = 0,63

При двухфазном прикосновении человек попадает под линейное напряжение и ток через человека определяется выражением:

I_ч = U_л /R_ч ,

где U_л - линейное напряжение сети: U_л = √3U_ф.

U_л = √3*380=33,8

I_ч = 33,8/502,3=0,07

Опасность трехфазных электрических сетей с заземленной нейтралью. Трехфазные сети с заземленной нейтралью обладают малым сопротивлением между нейтралью и землей (практически оно равно сопротивлению рабочего заземления нулевой точки трансформатора или генератора). Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению, и ток через человека, прикоснувшегося к одной из фаз, определится выражением:

I_ч = U_ф /(R_ч + R₀) ,

где R₀ - сопротивление рабочего заземления нейтрали.

Пренебрегая сопротивлением рабочего заземления нейтрали (R ≤ 10 Ом) по сравнению с сопротивлением цепи человека, можно записать:

I_ч = U_ф /R_ч .

I_ч = 220/502,3=0,4

При двухфазном прикосновении человек попадает под линейное напряжение как в сетях с изолированной нейтралью и ток через человека

I_ч = U_л /R_ч .

U_л = √3*220=25,7

I_ч = 25,7/502,3=0,05

Задание 4

Расчет допустимого времени работ при электромагнитном излучении

В открытом распределительном устройстве, где расположена аппаратура с напряжением U = 500 кВ, питающаяся переменным током промышленной частоты 50 Гц предстоит плановая работа на ряде участков с повышенной напряженностью электрического поля. Работа будет проводиться без применения защитных средств – экранирующих костюмов, экранов. Продолжительность работы на участке A, где напряженность электрического поля E_A, t_A = 60 минут; на участке B, где напряженность электрического поля E_B, t_B = 90 минут. Определить фактическое время выполнения работ t_C для третьего участка C, где напряженность электрического поля E_C, а также общее время выполнения работ.

Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем и регламентируются “Санитарными нормами и правилами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты” № 5802—91 и ГОСТ 12.1.002—84.

Допустимое время (ч) пребывания в ЭП напряженностью 5...20 кВ/м

Т=50/Е – 2,

где Е - напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.

Т_А=50/13,5 – 2 = 2 ч

Т_В=50/10,5 – 2 = 3 ч

Т_С=50/6 – 2 = 6 ч

t_A = 60 минут;

t_B = 90 минут

t_C = 180 мин