Что понимается под напряжением
ЧТО ПОНИМАЕТСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ
ПРИКОСНОВЕНИЯ? /3, п. 1.7.24/
1. Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека.
2. Напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек их не касается.
3. Напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.
4. Напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой.
КАКАЯ ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК,
УСТАНОВЛЕНА НОРМАТИВНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ? /4, п. 1.1.4/
1. Средства защиты от поражения электрическим током (электрозащитные средства).
2. Средства защиты от электрических полей повышенной напряжённости, коллективные и индивидуальные (в электроустановках напряжением 330 кВ и выше).
3. Средства индивидуальной защиты в соответствии с государственным стандартом (средства защиты головы, глаз и лица, рук, органов дыхания, от падения с высоты, одежда специальная защитная).
4. Нормативными документами установлена общая классификация средств защиты, указанная выше в пунктах 1, 2 и 3.
5. Нормативными документами установлена общая классификация средств защиты, указанная выше в пунктах 1 и 3.
Тест № 2
КТО НАЗНАЧАЕТСЯ ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО
ВЫПОЛНЕНИЯ ОБЯЗАННОСТЕЙ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК? /1, п. 1.2.3/
1. Ответственный за электрохозяйство организации.
2. Ответственный руководитель работ.
3. Производитель работ.
В КАКОМ СЛУЧАЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ПЕРСОНАЛ
ОБЯЗАН ПРОЙТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБУЧЕНИЕ
НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ? /1, п. 1.4.8/
1. При нарушении им правил обслуживания электроустановок, вызвавших появление неисправностей или отклонений от нормы.
2. При перерыве в работе в качестве электротехнического персонала свыше 1 года.
3. При модернизации электроустановки, которую он обслуживает.
КТО ДОЛЖЕН ВЫПОЛНЯТЬ ПРИСОЕДИНЕНИЕ И
ОТСОЕДИНЕНИЕ ОТ СЕТИ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНЫХ
УСТАНОВОК? /1, п. 3.1.17/
1. Электротехнический персонал организации с группой по электробезопасности не ниже II.
2. Электротехнический персонал организации с группой по электробезопасности не ниже III.
3. Электротехнический персонал организации с группой по электробезопасности не ниже IV.
4. Электротехнический персонал организации с группой по электробезопасности не ниже V.
КАКУЮ ГРУППУ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ДОЛЖНЫ
ИМЕТЬ РАБОТНИКИ ИЗ ЧИСЛА ОПЕРАТИВНОГО ПЕРСОНАЛА,
ЕДИНОЛИЧНО ОБСЛУЖИВАЮЩИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В? /2, п. 3.2/
1. Не ниже II группы.
2. Не ниже III группы.
3. Не ниже IV группы.
КАКИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ НЕОБХОДИМО ПРЕДПРИНЯТЬ
ПРИ РАБОТЕ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В? /2, п. 4.5/
1. Снять напряжение с расположенных вблизи рабочего места других токоведущих частей, находящихся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение, или оградить их.
2. Работать в диэлектрических галошах или стоя на изолирующей подставке либо на резиновом диэлектрическом ковре.
3. Применять изолированный инструмент (у отвёрток должен быть изолирован стержень) или пользоваться диэлектрическими перчатками.
4. Меры предосторожности, перечисленные выше в пунктах 1 и 2.
5. Все вышеперечисленные меры предосторожности.
ОТНОСЯТСЯ ЛИ РАБОТЫ, ПРОВОДИМЫЕ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
НА ВЫСОТЕ 3 м ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ, К ВЕРХОЛАЗНЫМ? /2, п. 2.6/
2. Нет, не относятся.
В КАКОМ СЛУЧАЕ УДОСТОВЕРЕНИЕ О ПРОВЕРКЕ
ЗНАНИЙ НОРМ И ПРАВИЛ РАБОТЫ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
ПОДЛЕЖИТ ЗАМЕНЕ? /2, прил. 2, п. 6/
1. В случае изменения наименования организации, выдавшей удостоверение.
2. В случае изменения должности работника.
3. В случае присвоения работнику следующей группы по электробезопасности.
4. Во всех вышеперечисленных случаях.
5. Ни в одном из вышеперечисленных случаев.
РАЗРЕШАЕТСЯ ЛИ РАБОТАТЬ С ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ КЛЕЩАМИ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1000 В ОДНОМУ РАБОТНИКУ,
ИМЕЮЩЕМУ ГРУППУ II? /2, п. 39.22/
2. Разрешается, но только при работе по наряду или распоряжению.
9. ЧТО ПОНИМАЕТСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ ШАГА? /3, п. 1.7.25/
1. Напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.
2. Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека.
3. Напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек их не касается.
4. Напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой.
Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 1416 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Что такое напряжение
Что такое напряжение в электронике и электротехнике? Как его можно трактовать? Обо всем этом мы как раз и поговорим в нашей статье.
Напряжение с точки зрения гидравлики
Все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой высокий «бокал», заполненный водой.
Так вот, представим себе, что башня доверху наполнена водой. Получается, в данный момент на дне башни ого-го какое давление!
водобашня, заполненная водой
А что, если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится вдвое. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет мизерное.
Представьте такую ситуацию. У нас есть водонос, а шланг мы закупорили пробкой.
Вода вроде бы готова бежать, но бежать то некуда! Пробка туго закупоривает шланг. Но на саму пробку сейчас оказывается давление, которое создает насосная станция. От чего зависит давление на пробку? Думаю понятно, что от мощности насоса. Если мощность насоса будет большая, то пробка вылетит со скоростью пули, или давление порвет шланг, если пробка туго сидит в шланге. В данном случае давление создается с помощью насоса. То есть можно сказать, что это модель башни с водой в горизонтальном положении.
Все то же самое можно сказать и про водобашню. Здесь давление на дно создается уже гравитационной силой. Как я уже говорил, давление на дне башни зависит от того, сколько воды в башне в данный момент. Если башня наполнена водой под завязку, то и давление на дне башни будет большое, и наоборот.
А теперь представьте себе какое давление на дне океана, особенно в Марианской впадине! Что можно сказать про давление в этих двух случаях? Оно вроде как есть, но молекулы воды стоят на месте и никуда не двигаются. Запомните этот момент. Давление есть, а движухи — нет.
Электрическое напряжение
Это давление на дно и есть то самое напряжение (по аналогии с гидравликой). В данном случае, дно башни – это ноль, начальный уровень отсчёта. За начальный уровень отсчёта в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком «минус». Можно даже сказать, что уровень «воды в башне» у 12-вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды 1,5 Вольтовой пальчиковой батарейки.
Так вот, по аналогии с электроникой, это давление называется напряжением. Например, вы, наверное, не раз слышали такое выражение, типа «блок питания может выдать от 0 и до 30 Вольт». Или говоря детским языком, создать «электрическое давление» на своих клеммах (отметил на фото) от 0 и до 30 Вольт. Нулевой уровень, откуда идет отсчет электрического давления, обозначается минусом.
источник питания постоянного тока
Электрическое напряжение — это еще не значит, что в электрической цепи течет электрический ток. Для того, чтобы появился электрический ток, электроны должны двигаться в одном направлении, а они в данный момент тупо стоят на месте. А раз нет движения электронов, то и нет электрического тока.
С точки зрения электроники, на одном щупе блока питания есть давление, а на другом его нет. То есть это земля, на которой стоит башня, если провести аналогию с гидравликой. Поэтому, положительный щуп блока питания да и вообще всех приборов стараются сделать красным, мол типа берегитесь, здесь высокое давление! А отрицательный щуп — черным или синим.
В электронике, чтобы указать, на каком выводе больше » электрическое давление», а на каком меньше проставляют два знака: плюс и минус, соответственно положительный и отрицательный. На плюсе избыточное «давление», а на минусе — ноль.
Поэтому, если замкнуть эти два вывода между собой, электрический ток устремится от плюса к минусу, но напрямую этого делать крайне не рекомендуется, так как это уже будет называться коротким замыканием.
Формула напряжения
В физике есть формула, хотя практического применения она не имеет. Официальная формула записывается так.
формула напряжения
A — это работа электрического поля по перемещению заряда по участку цепи, Джоули
U — напряжение на участке электрической цепи, Вольты
На практике напряжение на участке цепи выводится через закон Ома.
напряжение из закона Ома
Напряжение тока — что это означает?
Этот термин очень часто можно услышать в разговорной речи. Ток, в данном случае, это электрический ток. Получается, напряжение тока — это напряжение электрического тока. Просто у нас так сокращают. Как я уже говорил выше, ток бывает переменным и постоянным. Постоянный ток и постоянное напряжение — это синонимы, как и переменный ток и переменное напряжение. Получается фраза «напряжение тока» говорит нам о том, какое напряжение между двумя точками или проводами в электрической цепи.
Например, на вопрос «какое напряжение тока в розетке» вы можете смело ответить: переменный ток 220 Вольт», а на вопрос «какое напряжение тока тока у автомобильного аккумулятора», вы можете ответить «12 Вольт постоянного тока». Так что не стоит пугаться).
Постоянное и переменное напряжение
Напряжение бывает бывает постоянным и переменным. В разговорной речи часто можно услышать «постоянный ток» и «переменный ток. Постоянный ток и постоянное напряжение — это синонимы, то же что и переменный ток и переменное напряжение.
На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто. Но какое же напряжение называют переменным?
Все любят качаться на качелях:
Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит торможение, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведёт себя точно так же. Сначала «электрическое давление» давит в одну сторону, потом происходит процесс торможения, потом оно давит в другую сторону, снова происходит торможение и весь процесс снова повторяется, как на качелях.
Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки «Первые шаги в электронике» Шишкова. Берем замкнутую систему труб с водой и поршень. Поршень у нас находится в движении. Следовательно, молекулы воды у нас отклоняются то в одну сторону:
переменное напряжение
Так же ведут себя и электроны. В вашей домашней сети 220 В они колеблются 50 раз в секунду. Туда-сюда, туда-сюда. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе пишется просто «Гц». Тогда получается, что колебание напряжения в наших розетках 50 Гц, а в Америке 60 Гц. Это связано со скоростью вращения генератора на электростанциях. В разговорной речи постоянное напряжение называют «постоянкой», а переменное — «переменкой».
Осциллограммы постоянного и переменного напряжения
Давайте рассмотрим, как выглядит переменное и постоянное напряжение на экране осциллографа. Как вы знаете, осциллограф показывает изменение напряжения во времени. Если на щуп осциллографа не подавать никакое напряжение, то на осциллограмме мы увидим простую прямую линию на нулевом уровне по оси Y. Ось Y — это значение напряжения, а ось Х — это время.
осциллограмма нулевого напряжения
Давайте подадим постоянное напряжение. Как вы могли заметить, осциллограмма постоянного напряжения — это также прямая линия, параллельная оси времени. Это говорит нам о том, что с течением времени значение постоянного напряжение не меняется, о чем нам лишний раз доказывает осциллограмма.
осциллограмма постоянного напряжения
А вот так выглядит осциллограмма переменного напряжения. Как вы видите, напряжение со временем меняет свое значение. То оно больше нуля, то оно меньше нуля.
осциллограмма переменного напряжения
Про параметры переменного напряжения можете прочитать в этой статье.
Также отличное объяснение темы можно посмотреть в этом видео.
Что понимается под напряжением прикосновения?
а) Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного Правильный ответ
б) Напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека
в) Напряжение, возникающее при протекании тока по проводнику между двумя точками
г) Напряжение между двумя точками на поверхности земли на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека
д) Напряжение между двумя точками электрической цепи с разным потенциалом
Какая установлена периодичность осмотра состояния средств защиты, используемых в электроустановках?
а) Не реже одного раза в месяц
б) Не реже одного раза в три месяца
в) Не реже одного раза в шесть месяцев Правильный ответ
г) Не реже одного раза в год
В каких электроустановках применяют диэлектрические галоши?
а) В электроустановках напряжением до 1000 В Правильный ответ
б) В электроустановках напряжением свыше 1000 В
в) В электроустановках напряжением до 10000 В
г) Во всех электроустановках
Какой электрический ток опаснее для человека: постоянный или переменный?
б) Переменный ток Правильный ответ
в) Переменный ток частотой 4000 Гц
БИЛЕТ 9
С какой нейтралью должны работать электрические сети напряжением 10 кВ?
а) С глухозаземленной нейтралью
б) С эффективно заземленной нейтралью
в) С изолированной нейтралью Правильный ответ
г) С любой из перечисленных видов нейтрали
На какие конструктивные типы делятся двигатели в зависимости от условий окружающей среды?
а) На открытые, закрытые, защищенные, взрывозащищенные Правильный ответ
б) На открытые, полуоткрытые, закрытые
в) На открытые, закрытые, защищенные, пылезащищенные, взрывозащищенные
г) На незащищенные, взрывозащищенные, пылезащищенные, влагозащищенные
Кто осуществляет государственный надзор за соблюдением требований правил и норм электробезопасности в электроустановках?
б) Ростехнадзор Правильный ответ
Сколько существует групп допуска по электробезопасности?
в) Пять Правильный ответ
Какие работы относятся к работам со снятием напряжения?
а) Работы, при которых приняты меры, препятствующие подаче напряжение на токоведущие части к месту работы
б) Работы на токоведущих частях распределительного устройства, где щитовые приборы показывают отсутствие напряжения
в) Работы при отключенных автоматических выключателях
г) Работа, когда с токоведущих частей электроустановки, на которой будут проводиться работы, отключением коммутационных аппаратов, отсоединением шин, кабелей, проводов снято напряжение и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на токоведущие части к месту работы Правильный ответ
У кого должны храниться ключи от электроустановок?
а) На учете у оперативного персонала Правильный ответ
б) На учете у ремонтного персонала
в) На учете у службы главного энергетика
г) На учете у службы охраны помещения, в котором находится электроустановка
Какова периодичность осмотров заземляющих устройств с выборочным вскрытием грунта?
а) По графику, но не реже одного раза в двенадцать лет Правильный ответ
б) По графику, но не реже одного раза в три года
в) По графику, но не реже одного раза в шесть лет
г) По графику, но не реже одного раза в девять лет
д) По графику, но не реже одного раза в год
В каких электроустановках применяют диэлектрические боты?
а) В электроустановках напряжением до 1000 В
б) В электроустановках напряжением свыше 1000 В
в) В электроустановках напряжением до 10000 В
г) Во всех электроустановках Правильный ответ
Какие плакаты из перечисленных относятся к предупреждающим?
а) Не включать! Работают люди.
б) Работа под напряжением. Повторно не включать!
г) Осторожно! Электрическое напряжение. Правильный ответ
10.Какие петли электрического тока (пути прохождения) через тело человека являются наиболее опасными?
б) Рука-рука, рука-нога, рука-голова, нога-нога, голова-туловище
в) Рука-рука, рука-нога, рука-голова, нога-нога, голова-нога, голова-туловище
г) Рука-рука, левая рука-нога, левая рука-голова, нога-нога, голова-нога
Напряжение прикосновения: что это такое, особенности, меры защиты, расчет
Определение и особенности.
Напряжение прикосновения (touch voltage) — это напряжение между проводящими частями при одновременном прикосновении к ним человека или животного (определение согласно СП 437.1325800.2018 [1]).
Примечание к определению: на значение напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление тела человека или животного, находящегося в электрическом контакте с этими проводящими частями.
Согласно ГОСТ Р МЭК 61557-1-2005 для рассматриваемого термина установлено следующее краткое обозначение: Ut
Харечко Ю.В., проведя, на мой взгляд, основательный анализ нормативной документации, в своей книге [2] описал особенности понятия «напряжение прикосновения» следующим образом:
« При одновременном прикосновении человека или животного к проводящим частям, находящимся под разными электрическими потенциалами, он попадает под напряжение, которое в нормативной документации называют напряжением прикосновения. В этих условиях через тело человека (животного) будет протекать электрический ток, который может вызвать смертельное поражение электрическим током, привести к серьезной электрической травме или спровоцировать механическую травму. Если человек (животное), имея электрическую связь с землей, прикоснется к какой-либо проводящей части, находящейся под напряжением, то он также окажется под напряжением прикосновения. Через тело человека (животного) также будет протекать электрический ток, величина которого зависит от напряжения прикосновения и полного сопротивления его тела. »
« Прикосновение человека (животного) к проводящим частям, находящимся под напряжением, обычно происходит в условиях единичного или множественных повреждений. Например, когда из-за повреждения изоляции частей, находящихся под напряжением, они становятся доступными для прикосновения. Однако наиболее вероятным является прикосновение к открытой проводящей части электрооборудования класса 0 или I, которая оказалась под напряжением из-за повреждения основной изоляции какой-то опасной токоведущей части. Возможно, но менее вероятно прикосновение человека к проводящей оболочке электрооборудования класса II, оказавшейся под напряжением при повреждении двойной или усиленной изоляции опасной части, находящейся под напряжением. »
Меры защиты.
О том какие меры защиты необходимо использовать, для того, чтобы уменьшить напряжение прикосновение в электроустановках зданий, писал Харечко Ю.В. в своем кратком терминологическом словаре [2]:
« С целью уменьшения напряжения прикосновения в электроустановках зданий выполняют защитное уравнивание потенциалов. При его осуществлении посредством защитных проводников соединяют между собой открытые проводящие части электрооборудования класса I, а с помощью защитных проводников уравнивания потенциалов соединяют сторонние проводящие части. В условиях повышенной вероятности поражения электрическим током, когда электрооборудование класса I используют, например, в помещениях здания, имеющих проводящие полы и стены, характеризующихся повышенной влажностью, температурой и другими неблагоприятными условиями, осуществляют дополнительное уравнивание потенциалов. При его выполнении с помощью защитных проводников дополнительного уравнивания потенциалов открытые проводящие части электрооборудования класса I соединяют со сторонними проводящими частями. »
Защитное уравнивание потенциалов обычно применяют в совокупности с другими мерами предосторожности, например – с автоматическим отключением питания. В этом случае посредством системы защитного уравнивания потенциалов, во-первых, создают искусственный проводящий путь для протекания тока замыкания на землю. Во-вторых, уменьшают напряжение прикосновения до момента срабатывания защитного устройства, которое отключает распределительную или конечную электрическую цепь с аварийным электрооборудованием класса I.
Ожидаемое напряжение прикосновения
Ожидаемое напряжение прикосновения (prospective touch voltage) — это напряжение между одновременно доступными проводящими частями, когда человек или домашний скот их не касается (определение согласно ГОСТ Р 58698-2019).
Ожидаемым напряжением прикосновения является напряжение между проводящими частями, доступными одновременному прикосновению, когда этих частей не касается ни человек, ни животное. Термин «ожидаемое напряжение прикосновения» характеризует максимальное значение напряжения между указанными проводящими частями. В случае прикосновения человека (животного) к этим проводящим частям величина напряжения прикосновения может уменьшиться по сравнению со значением ожидаемого напряжения прикосновения.
Для уменьшения ожидаемого напряжения прикосновения в электроустановках зданий выполняют защитное уравнивание потенциалов, а в помещениях здания, характеризующихся повышенной вероятностью поражения электрическим током, например в ванных комнатах, осуществляют также дополнительное уравнивание потенциалов.
Напряжение между открытой проводящей частью, оказавшейся под напряжением из-за повреждения основной изоляции опасной токоведущей части, и землей или проводящей поверхностью, на которой может находиться человек, также является ожидаемым напряжением прикосновения. Его значение зависит от типа заземления системы, которому соответствует электроустановка здания.
Расчет
Оценим значения ожидаемых напряжений прикосновения для наиболее распространенной системы распределения электроэнергии, которая представляет собой электроустановку здания, подключенную к низковольтной распределительной электрической сети, состоящей из понижающей трансформаторной подстанции и воздушной или кабельной линии электропередачи.
Если произошло повреждение основной изоляции какой-либо опасной токоведущей части электрооборудования класса I и возникло ее замыкание на открытую проводящую часть, то в электроустановке здания, соответствующей типу заземления системы TT, ток замыкания на землю из токоведущей части протекает в открытую проводящую часть. Далее из открытой проводящей части по защитному проводнику, главной заземляющей шине, заземляющим проводникам и заземлителю электрический ток протекает в локальную землю. Через землю ток замыкания на землю протекает к заземлителю заземляющего устройства нейтрали трансформатора, установленного в трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ. (см. рис. 1 статьи «Ток замыкания на землю»).
Рассмотрим упрощенную схему замещения системы TT, представленную на рис. 1. Ток замыкания на землю протекает в
замкнутом контуре, образованном полными сопротивлениями фазного проводника линии электропередачи, фазных и защитных проводников электрических цепей электроустановки здания, заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания, а также источником питания.
На рисунке 1 обозначено:
Значение ожидаемого напряжения прикосновения в электроустановке здания UTp ЭЗ равно падению напряжения на защитных проводниках электрических цепей ZPE ЭЗ от места замыкания на землю 1, расположенного в открытой проводящей части аварийного электрооборудования класса I, до главной заземляющей шины 3:
где IEF – ток замыкания на землю, А.
Ожидаемое напряжение прикосновения в электроустановке здания будет небольшим по двум причинам:
Значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли UTp E равно сумме падения напряжения на защитных проводниках электрических цепей электроустановки здания ZPE ЭЗ и падения напряжения на заземляющем устройстве электроустановки здания ZЗУ ЭЗ от главной заземляющей шины 3 до земли 2:
Поскольку сумма полных сопротивлений фазного проводника линии электропередачи, фазных и защитных проводников электрических цепей электроустановки здания существенно меньше суммы полных сопротивлений заземляющего устройства источника питания и электроустановки здания, ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли можно приблизительно определить так:
где Uo – номинальное напряжение фазного проводника относительно земли, В.
Например, если номинальное напряжение электроустановки здания равно 230/400 В, полное сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора трансформаторной подстанции равно 4 Ом, а полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания – 10 Ом, то значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли будет приблизительно равно:
UTp E ≈ 230 В × 10 Ом / (4+10) Ом ≈ 164 В,
где 230 В – номинальное фазное напряжение.
Значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли зависит от соотношения полных сопротивлений заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания. При уменьшении полного сопротивления заземляющего устройства источника питания, а также при увеличении полного сопротивления заземляющего устройства электроустановки здания ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли возрастает.
Согласно требованиям ГОСТ Р 50571.3-2009 в электроустановках зданий, имеющих тип заземления системы TT, в качестве защитного устройства в составе автоматического отключения питания обычно применяют устройства дифференциального тока. Поэтому полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания может быть больше 100 Ом. Если полное сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора равно 4 Ом, а полное сопротивление заземляющего устройства электроустановки здания – 100 Ом, то значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли будет приблизительно равно фазному напряжению:
UTp E ≈ 230 В × 100 Ом / (4+100) Ом ≈ 221 В.
В отличие от системы TT в системе TN-C-S ток замыкания на землю в основном протекает не в земле, а по PEN-проводнику линии электропередачи (см. рис. 2 статьи «Ток замыкания на землю»).
То есть преобладающая часть тока замыкания на землю протекает в замкнутом контуре, образованном полными сопротивлениями фазного проводника и PEN-проводника линии электропередачи, фазных и защитных проводников электрических цепей электроустановки здания, а также источником питания (рис. 2). Сумма полных сопротивлений заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания многократно превышает полное сопротивление PEN-проводника линии электропередачи, параллельно которому они включены. Поэтому через эти два сопротивления протекает незначительная часть тока замыкания на землю.
Фазный проводник и PEN-проводник линии электропередачи от трансформаторной подстанции до электроустановки здания обычно имеют одинаковые протяженности и сечения. Протяженности и сечения фазных и защитных проводников распределительных и конечных электрических цепей от вводных зажимов электроустановки здания до места замыкания на землю также, как правило, равны. Следовательно, равны между собой полные сопротивления фазного проводника и PEN-проводника линии электропередачи, а также фазных и защитных проводников электроустановки здания. Поэтому при замыкании на землю падение напряжения на полных сопротивлениях PEN-проводника линии электропередачи и защитных проводников электроустановки здания будет приблизительно равно половине фазного напряжения – 115 В.
На рисунке 2 обозначено:
Значение ожидаемого напряжения прикосновения в электроустановке здания, соответствующей типу заземления системы TN‑C‑S, равно падению напряжения на защитных проводниках распределительных и конечных электрических цепей от места замыкания на землю 1, расположенного в открытой проводящей части аварийного электрооборудования класса I, до вводного зажима 3, на котором выполняют разделение PEN-проводника линии электропередачи на защитный и нейтральный проводники электроустановки здания:
Значение ожидаемого напряжения прикосновения в электроустановке здания зависит от соотношения полных сопротивлений PEN-проводника линии электропередачи и защитных проводников электрических цепей электроустановки здания. При равенстве этих сопротивлений значение ожидаемого напряжения прикосновения в электроустановке здания приблизительно составляет одну четвертую часть фазного напряжения:
UTp ЭЗ ≈ Uo × 0.5 × 0.5 ≈ 230 × 0.25 ≈ 57,6 В.
Если полное сопротивление PEN-проводника линии электропередачи в 2 раза меньше полного сопротивления защитных проводников электроустановки здания, значение ожидаемого напряжения прикосновения в электроустановке здания будет приблизительно равно двум шестым частям фазного напряжения:
UTp ЭЗ ≈ Uo × 1/2 × 2/3 ≈ 230 × 2/6 ≈ 76,7 В.
В пределе оно может достигнуть половины фазного напряжения – 115 В, если полное сопротивление PEN-проводника линии электропередачи равно нулю, например, когда электроустановка здания подключена непосредственно к трансформаторной подстанции, встроенной в здание:
UTp ЭЗ ≈ Uo × 1/2 × 1 ≈ 230 × 1/2 ≈ 115 В.
Ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли равно сумме падения напряжения на защитных проводниках электрических цепей электроустановки здания и падения напряжения на заземляющем устройстве электроустановки здания от главной заземляющей шины до земли 2. Последнее зависит от падения напряжения на PEN-проводнике линии электропередачи и соотношения полных сопротивлений заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания. Ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли можно определить так:
Значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли, с одной стороны, зависит от соотношения полных сопротивлений PEN-проводника линии электропередачи и защитных проводников электроустановки здания. С другой стороны, оно зависит от соотношения полных сопротивлений заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания. При равенстве полных сопротивлений PEN-проводника линии электропередачи и защитных проводников электроустановки здания, с одной стороны, и полных сопротивлений заземляющих устройств источника питания и электроустановки здания, с другой стороны, ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли будет приблизительно равно трем восьмым частям фазного напряжения:
UTp E ≈ Uo × 1/2 × (1/2 ×1/2 +1/2) ≈ 230 × 3/8 ≈ 86,3 В.
Если полное сопротивление PEN-проводника линии электропередачи равно половине полного сопротивления защитных проводников электроустановки здания, а полное сопротивление заземляющего устройства источника питания также равно половине полного сопротивления заземляющего устройства электроустановки здания, ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли будет больше:
UTp E ≈ Uo × 1/2 × (1/3 × 2/3 + 2/3) ≈ 230 × 8/18 ≈ 102,2 В.
Максимальное значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли равно половине фазного напряжения – 115 В, если электроустановка здания подключена непосредственно к трансформаторной подстанции, которая встроена в здание. В этом случае ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли равно ожидаемому напряжению прикосновения в электроустановке здания. Такое же значение ожидаемого напряжения прикосновения относительно земли будет в том случае, когда произошло замыкание на землю на вводе в электроустановку здания. Ожидаемое напряжение прикосновения в электроустановке здания при этом равно нулю. Ожидаемое напряжение прикосновения относительно земли может достигнуть половины фазного напряжения также, если в электроустановке здания нет заземляющего устройства.
Условный предел напряжения прикосновения
Условный предел напряжения прикосновения устанавливает значение максимального ожидаемого напряжения прикосновения, которое может иметь место в электроустановке здания в течение неограниченного промежутка времени. Значение этого напряжения, как правило, не должно превышать верхней границы сверхнизкого напряжения, равной 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока. Однако, если электрооборудование применяют в условиях, характеризующихся повышенной опасностью поражения электрическим током, указанные максимальные значения ожидаемого напряжения прикосновения обычно уменьшают, чтобы уменьшить вероятность поражения электрическим током.