A inclusão de uma pessoa em um circuito elétrico 220v. Inclusão humana monofásica e bifásica em diversas redes elétricas

Grande Enciclopédia de Petróleo e Gás. Esquemas para incluir uma pessoa em um circuito elétrico

6.2.3. Esquemas para incluir uma pessoa em um circuito de corrente

Os esquemas de inclusão no circuito atual podem ser diferentes. Porém, os mais característicos são os esquemas de ligação: entre duas fases e entre uma fase e a terra (Fig. 1). É claro que, no segundo caso, assume-se que existe uma ligação elétrica entre a rede e o solo.

O primeiro circuito corresponde a um contato bifásico e o segundo a um contato monofásico.

A tensão entre duas partes condutoras ou entre uma parte condutora e o solo quando uma pessoa ou animal as toca ao mesmo tempo é chamada de tensão de toque (Upr).

Um toque bifásico, ceteris paribus, é mais perigoso, pois a maior tensão em uma determinada rede é aplicada ao corpo humano - linear, e a corrente que passa por uma pessoa, sendo independente do esquema da rede, modo neutro e outros fatores, é da maior importância:

onde está a tensão da linha, ou seja, tensão entre os fios de fase da rede, V;

Uph - tensão de fase, ou seja, tensão entre o início e o fim de um enrolamento da fonte de corrente (transformador ou gerador) ou entre os fios fase e neutro da rede, V;

Rh é a resistência do corpo humano, Ohm.

Arroz. 6.1. Casos de pessoa tocando em partes vivas sob tensão: a - comutação bifásica: b e c - comutação monofásica

Casos de toque bifásico são muito raros e não podem servir de base para avaliação das condições de segurança das redes. Geralmente ocorrem em instalações de até 1000 V como resultado de trabalhos sob tensão, uso de equipamentos de proteção defeituosos, bem como operação de equipamentos com partes condutoras de corrente desprotegidas (disjuntores abertos, terminais desprotegidos de transformadores de soldagem, etc. .).

O contato monofásico, ceteris paribus, é menos perigoso que o contato bifásico, pois a corrente que passa por uma pessoa é limitada pela influência de muitos fatores. Porém, o contato monofásico ocorre com muito mais frequência e é o principal esquema em que as pessoas são feridas pela corrente em redes de qualquer tensão. Portanto, apenas os casos de contato monofásico serão analisados a seguir. Neste caso, são consideradas ambas as redes de corrente trifásica permitidas com tensões até 1000 V: quatro fios com neutro solidamente aterrado e três fios com neutro isolado.

6.2.4. Redes trifásicas com neutro solidamente aterrado

Em uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado, o cálculo da tensão de contato Upr e da corrente Ih que passa por uma pessoa, no caso de tocar em uma das fases (Fig. 6.2), é mais fácil de executar usando o método simbólico (complexo).

Consideremos o caso mais geral, quando a resistência de isolamento dos fios, bem como a capacitância dos fios em relação ao terra, não são iguais entre si, ou seja,

r1 ≠ r2 ≠ r3 ≠ rn; С1 ≠ С2 ≠ С3 ≠ Сн ≠ 0,

onde r1, r2, r3, rн - resistência de isolamento da fase L e fios PEN zero (combinados), Ohm;

C1, C2, C3, Cn - capacitâncias dispersas dos fios PEN da fase L e neutro (combinado) em relação ao solo, F.

Então as condutividades totais dos fios fase e neutro em relação ao solo de forma complexa serão:

onde w é a frequência angular, rad/s;

j é uma unidade imaginária igual a ().

Arroz. 6.2. Uma pessoa tocando um fio de fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado durante a operação normal: a - diagrama de rede; b - circuito equivalente; L1, L2, L3, - condutores de fase; PEN - fio neutro (combinado).

As condutividades totais de aterramento do neutro e do corpo humano são iguais, respectivamente

onde r0 é a resistência de aterramento neutro, Ohm.

O componente capacitivo da condutividade humana pode ser desprezado devido ao seu pequeno valor.

Quando uma pessoa toca uma das fases, por exemplo, o condutor de fase L1, a tensão sob a qual ela será determinada pela expressão

A corrente é encontrada pela fórmula

onde é a tensão complexa da fase 1 (tensão de fase), V;

A tensão complexa entre o neutro da fonte de corrente e a terra (entre os pontos 00" no circuito equivalente).

Usando o conhecido método de dois nós, pode ser expresso da seguinte forma:

Tendo em conta que para um sistema trifásico simétrico

onde Uf é a tensão de fase da fonte (módulo), V;

a é um operador de fase que leva em consideração a mudança de fase, onde

teremos igualdade

Substituindo este valor em (6.1), obtemos a equação desejada da tensão de toque de forma complexa, atuando sobre uma pessoa que tocou o condutor de fase L1 de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado:

Obtemos a corrente que passa por uma pessoa se multiplicarmos esta expressão por Yh:

No modo normal de operação da rede, a condutividade dos fios fase e neutro em relação ao solo em comparação com a condutividade do aterramento neutro tem valores muito pequenos e, com alguma suposição, pode ser igualada a zero, ou seja,

Y1 = Y2 = Y3 = Yn = 0

Neste caso, as equações (6.2) e (6.3) tornam-se muito mais simples. Então, a tensão de toque será

ou (na forma real)

e a corrente é

De acordo com os requisitos da PUE, o valor da resistência r0 não deve exceder 8 ohms, enquanto a resistência do corpo humano, Rh, não cai abaixo de várias centenas de ohms. Portanto, sem grande erro nas equações (6.4) e (6.5), podemos desprezar o valor de r0 e assumir que quando uma pessoa toca uma das fases de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado, uma pessoa está praticamente abaixo da tensão de fase Uph, e a corrente que passa por ela é igual ao quociente da divisão de Uph por Rh.

Outra conclusão segue da equação (6.5): a corrente que passa por uma pessoa que tocou a fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado durante sua operação normal praticamente não muda com a mudança na resistência de isolamento e capacitância dos fios em relação ao solo, se for mantida a condição de que ao máximo as condutividades dos fios em relação ao solo sejam muito pequenas comparadas à condutividade do aterramento do neutro da rede.

Neste caso, a segurança da resistência dos calçados, solo (piso) e outras resistências no circuito elétrico humano é significativamente aumentada.

Um curto-circuito com o terra em uma rede com neutro solidamente aterrado faz pouco para alterar a tensão das fases em relação ao terra.

No modo de emergência, quando uma das fases da rede, por exemplo, o condutor de fase L3 (Fig. 6.3, a), é fechada ao solo através de uma resistência ativa relativamente pequena rzm, e uma pessoa toca o condutor de fase L1, a equação (6.2) terá a seguinte forma:

Aqui também assumimos que Y1, Y2 e Yn são pequenos em comparação com Y0, ou seja, igualado a zero.

Depois de fazer as transformações apropriadas e tendo em conta que

obtenha a tensão de toque em forma real

Para simplificar esta expressão, vamos supor que

Como resultado, finalmente obtemos que a tensão Upr é igual a

A corrente que passa por uma pessoa é determinada pela fórmula

Arroz. 6.3. Uma pessoa tocando um fio de fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado em modo de emergência: a - diagrama de rede; b - diagrama vetorial de tensão.

Vamos considerar dois casos típicos.

Se a resistência dos fios ao terra rzm for considerada igual a zero, então a equação (6.6) assumirá a forma

Portanto, neste caso, a pessoa estará sob a influência da tensão linear da rede.

2. Se considerarmos a resistência de aterramento do neutro r0 igual a zero, então da equação (6.6) obtemos que Unp = Uf, ou seja, a tensão sob a qual uma pessoa estará será igual à tensão de fase.

Porém, em condições práticas, a resistência rzm e r0 é sempre maior que zero, portanto, a tensão sob a qual uma pessoa toca um fio de fase saudável de uma rede trifásica com neutro aterrado durante o modo de emergência é sempre menor que linear, mas mais do que fase, ou seja,

> Upr > Uf. (6.8)

Esta posição é ilustrada pelo diagrama vetorial mostrado na fig. 6.3, be correspondente ao caso em apreço. Deve-se notar que esta conclusão também decorre da equação (6.6). Assim, para valores pequenos de rw e r0 em relação a Rh, o primeiro termo do denominador pode ser desprezado. Então a fração para quaisquer proporções de rg e r0 será sempre maior que a unidade, mas menor, ou seja, obtemos a expressão (6.8).

studfiles.net

Análise do perigo de choque elétrico em diversas redes elétricas

A passagem de corrente por uma pessoa é consequência do contato dela com pelo menos dois pontos do circuito elétrico, entre os quais existe uma certa diferença de potencial (tensão).

O perigo de tal toque é ambíguo e depende de vários fatores:

esquemas para incluir uma pessoa em um circuito elétrico;

tensão da rede;

esquemas da própria rede;

modo neutro de rede;

o grau de isolamento das partes condutoras de corrente do solo;

capacitância das partes condutoras de corrente em relação ao solo.

Classificação de redes com tensão até 1000 V

Redes monofásicas

As redes monofásicas são divididas em dois fios e um fio.

Dois fios

As redes de dois fios são divididas em isoladas do solo e com fio aterrado.

Terreno isolado

com fio terra

Estas redes são amplamente utilizadas na economia nacional, desde o fornecimento de energia em baixa tensão para ferramentas portáteis até ao fornecimento de energia para poderosos consumidores monofásicos.

Fio único

No caso de uma rede de fio único, o papel do segundo fio é desempenhado pelo aterramento, trilho, etc.

rede monofásica. fio único

Estas redes são utilizadas principalmente em transportes eletrificados (locomotivas elétricas, bondes, metrô, etc.).

Redes trifásicas

Dependendo do modo neutro da fonte de corrente e da presença de neutro ou condutor neutro, quatro esquemas podem ser executados.

O ponto neutro da fonte de corrente é o ponto no qual as tensões em relação a todas as fases são iguais em valor absoluto.

O ponto zero da fonte de corrente é um ponto neutro aterrado.

Um condutor conectado a um ponto neutro é chamado de condutor neutro (neutro) e a um ponto zero - um condutor neutro.

1. Rede de três fios com neutro isolado

2. Assento de três fios com neutro aterrado

3. Rede de quatro fios com neutro isolado

4. Rede de quatro fios com neutro aterrado

Em tensões de até 1000V, os circuitos “1” e “4” são utilizados em nosso país.

Esquemas para incluir uma pessoa em um circuito elétrico

Toque bifásico - entre duas fases da rede elétrica. Via de regra, o mais perigoso porque existe tensão na linha. No entanto, esses casos são bastante raros.

Contato monofásico – entre fase e terra. Isto pressupõe a existência de uma ligação elétrica entre a rede e o solo.

Para obter mais informações sobre os esquemas para incluir uma pessoa em uma rede, consulte Dolin P.A. Fundamentos de segurança em instalações elétricas.

Redes monofásicas

solo isolado

Quanto melhor for o isolamento dos fios em relação à terra, menor será o perigo de um contacto monofásico com o fio. Tocar uma pessoa em um fio com alta resistência de isolamento elétrico é mais perigoso.

Quando um fio está em curto com o terra, uma pessoa que toca um fio em funcionamento fica sob tensão igual a quase a tensão total da linha, independentemente da resistência de isolamento dos fios.

com fio terra

Nesse caso, a pessoa está quase sob tensão total da rede.

Em condições normais, tocar em um fio aterrado praticamente não é perigoso.

Em caso de curto-circuito, a tensão no fio terra pode atingir valores perigosos.

Redes trifásicas

Com neutro isolado

O perigo de toque é determinado pela resistência elétrica total dos fios em relação ao solo, com o aumento da resistência o perigo de toque diminui.

A tensão de toque é quase igual à tensão de linha da rede. O caso mais perigoso.

com neutro aterrado

Neste caso, a pessoa está praticamente sob a tensão de fase da rede.

O valor da tensão de toque está entre as tensões de linha e de fase, dependendo da relação entre a resistência de falta à terra e a resistência à terra.

Medidas para garantir a segurança elétrica

Exclusão do contato humano com peças condutoras de corrente. É implementado localizando peças condutoras de corrente em locais inacessíveis (em altura, em dutos de cabos, dutos, tubulações, etc.)

Utilização de baixas tensões (12, 24, 36 V). Por exemplo, para alimentar ferramentas manuais em salas com maior risco de choque elétrico.

Uso de equipamentos de proteção individual. Antes de utilizar os EPIs, é necessário certificar-se de que estejam em bom estado, integridade e também verificar o momento da verificação anterior e posterior do instrumento.

O equipamento de proteção básico fornece proteção imediata contra choques elétricos. Equipamentos de proteção adicionais não podem fornecer segurança por si só, mas podem ajudar ao usar equipamentos básicos.

Aterramento de proteção - uma conexão elétrica deliberada de peças metálicas que não transportam corrente que podem ser energizadas com o aterramento ou equivalente (popularmente sobre aterramento em geektimes.ru).

Em redes até 1000 V, o aterramento de proteção é utilizado em redes com neutro isolado.O princípio de funcionamento é reduzir a tensão de contato para um valor seguro.

Quando o aterramento não for possível, para fins de proteção, o potencial da base sobre a qual se encontram a pessoa e o equipamento é equalizado através de elevação. Por exemplo, conectando uma cesta de reparo a um condutor de fase de uma linha de energia.

Os condutores de aterramento são divididos em: a. Artificial, destinado diretamente ao aterramento. b. Objetos de metal natural enterrados no solo para outros fins, que

jurik-phys.net

Esquemas para incluir uma pessoa em um circuito elétrico

Durante o funcionamento das instalações elétricas, não está descartada a possibilidade de uma pessoa tocar em partes energizadas sob tensão. Na maioria dos casos, o contato perigoso com acácia condutora de corrente ocorre quando uma pessoa está no chão calçada. P tem alguma condutividade elétrica.

Nas condições do complexo turístico. Os dois esquemas mais típicos para incluir o corpo humano em um circuito elétrico são: Entre dois fios 1 entre fio e terra. Em redes CA trifásicas, o primeiro circuito é chamado de comutação bifásica e o segundo é monofásico. Na indústria hoteleira, além das redes CA trifásicas, as redes CA monofásicas são amplamente utilizadas para alimentar diversos eletrodomésticos (aspiradores, refrigeradores, ferros).

O esquema para incluir uma pessoa em uma rede monofásica de dois fios isolada do solo é mostrado na Fig.

41. Uma pessoa tocando o fio de uma rede monofásica de dois fios durante seu modo de operação: a - normal b - emergência,. A, N - designação dos fios

Redes semelhantes obtidas usando transformadores isolantes. Em condições normais de operação e com os fios bem isolados, tocar em um dos fios reduz o risco de choque elétrico.

No modo de emergência (Fig. 41, b), quando um dos fios está em curto com o terra, o isolamento é desviado pela resistência do fio ao terra, que, como sempre, é tão pequena que pode ser considerada igual a zero . Para criar redes monofásicas de dois fios com fio aterrado, são utilizados transformadores monofásicos, e para obter uma tensão de 220. As redes intrafásicas são conectadas aos fios fase e neutro. Em ambos os casos, surge um circuito elétrico, cuja seção é o corpo humano. O caminho da corrente através do corpo humano no primeiro caso pode ser “braço - perna”, e no segundo - “braço - braço”.atual “perna - perna perna”.

Redes trifásicas de quatro fios com neutro aterrado. Com um toque bifásico (dois pólos), uma pessoa fica sob a tensão total de operação da instalação. Com um contato unipolar, o que acontece com mais frequência, a corrente depende não só da tensão de instalação e da resistência do corpo humano, mas também do modo neutro, do estado do isolamento da rede, do piso e do sapatos da pessoa.

Considere os recursos de várias redes elétricas. No complexo turístico existem quatro redes cabeadas com tensão de neutro bem aterrada de até 1000 V, por exemplo 380/220. B. A fonte de alimentação é um transformador abaixador trifásico, cujos enrolamentos secundários são conectados por uma "estrela". O neutro do enrolamento secundário do transformador abaixador (por exemplo, 1000/400. V) está firmemente aterrado, o que determina o modo em que a tensão de qualquer fase da rede secundária em relação ao solo não excede a tensão de fase, ou seja, para um transformador com tensão de 400 V, não será superior a 230 V (para um consumidor 220 V). Além disso, em caso de violação do isolamento entre os enrolamentos primário e secundário com aterramento de trabalho do neutro, uma alta tensão passa para a rede secundária em relação ao solo, é significativamente reduzida devido ao baixo neutro aterramento resistência (2.4.8. Ohm ou mais para uma tensão de 660, 380 e 220. Em uma rede trifásica (Gosstandart 121030-81) 0-81)).

Um diagrama simplificado que explica o contato unipolar de uma pessoa em uma rede de quatro fios com aterramento morto do neutro da fonte de energia (transformador ou gerador) é mostrado na Figura 42

Figura 42. Inclusão monofásica de uma pessoa em uma rede com neutro bem aterrado de fontes de alimentação (transformador)

Devido à baixa resistência da corrente de propagação do aterramento de trabalho do neutro em relação à resistência do corpo humano, ela é igual a zero. O toque de uma pessoa no chão (ou em uma estrutura aterrada, chão) causa um circuito elétrico fechado: enrolamento da fonte de energia - fio de linha - corpo humano - terra - fio - aterramento de trabalho - enrolamento da fonte. No trecho do circuito do “corpo humano”, ele é afetado por uma tensão de fase da rede 220. V. Se ao mesmo tempo os sapatos de uma pessoa forem eletricamente condutores, então o piso ou estrutura sobre a qual ela se encontra também será eletricamente condutor, e quase toda a tensão será aplicada à pessoa no caminho para os "braços - pernas". Se, em condições adversas, a resistência do corpo humano for de 1000 ohms, então uma corrente igual a 220 mA passará por ele , o que é mortal para ele. Se a resistência total dos sapatos e do chão for igual à resistência do corpo humano, a corrente que passa por ele será menor. Por exemplo, com uma alta resistência da seção "sapatos - chão" (10.000 ohms), a corrente que passa por uma pessoa será de 20 mA, o que é muito menos perigoso, mas causa dor, convulsões e, em alguns casos, incapacidade de a vítima se liberte da ação da corrente. Isso prova que o contato monofásico de uma pessoa em uma rede com neutro bem aterrado é sempre seguro.

Na prática, no funcionamento de instalações elétricas, podem ocorrer casos de curto-circuito à terra de partes condutoras de corrente, por exemplo, através da carcaça do receptor elétrico ou da estrutura metálica da fiação elétrica. Se tal curto-circuito for surdo, ou seja, uma pequena resistência transitória, então a instalação é desligada através de um curto-circuito monofásico pela proteção máxima de fluxo (o fusível queima ou o interruptor automático é desligado) . Depois disso, o funcionamento normal da outra rede elétrica é restaurado.

Os níveis máximos permitidos de tensão e corrente de toque durante a operação de emergência de instalações elétricas industriais e domésticas em complexos turísticos com tensão de até 1000 V e frequência de 50 Hz não devem exceder o valor indicado na Tabela 41 (Gosstandart 121038-82- 82).

tabelas 41

Níveis máximos permitidos de tensão e corrente de toque

Valor normalizado	Duração atual, s	Valor normalizado

Redes trifásicas com neutro isolado da terra

A colocação de energia elétrica no segundo estágio do fornecimento de energia para empresas industriais, cidades e vilas é realizada por meio de cabos (nas cidades) ou linhas aéreas (nas vilas) na tensão nominal dos receptores elétricos (transformadores abaixadores de empresas, áreas residenciais) em 6 10 ou 35 kV. Estas redes elétricas são feitas com neutros isolados das fases terra I das fontes de energia (transformadores de subestações regionais do sistema de potência) ou neutros aterrados através de resistências indutivas significativas, são acionados para reduzir a capacitância dos componentes de corrente de um único- falta à terra de fase.

No caso de uma falta à terra monofásica numa rede com neutro isolado da terra, flui uma corrente no ponto da falta à terra, que é causada pela tensão de funcionamento da instalação e pela condutividade das fases em relação à terra

redes com neutro isolado são bastante eficazes devido ao seu comprimento relativamente pequeno. Neste caso, podemos considerar que a capacitância dos fios em relação ao solo é zero, e a resistência dos fios é grande o suficiente

A Figura 43 mostra a inclusão de uma pessoa em redes trifásicas com neutro isolado

Figura 43. Humano tocando o fio de uma rede trifásica de 3 fios com neutro isolado durante operação normal:. A. V,. C - designação do fio

Em redes com neutro isolado durante a operação normal, o perigo de choque elétrico para uma pessoa tocada por uma das fases depende da resistência do condutor em relação ao solo, ou seja, à medida que a resistência aumenta, o perigo diminui.

O aterramento de proteção é uma das medidas de proteção contra choque elétrico em uma pessoa ao tocar em peças metálicas que não transportam corrente e com isolamento danificado (por exemplo, um curto-circuito na caixa). O objetivo deste aterramento é fazer intencionalmente uma conexão elétrica à terra ou. TI é o equivalente a peças metálicas sem corrente que podem ser energizadas usando dispositivos aterrados (uma combinação de eletrodo de aterramento e condutores de aterramento). Um ou mais eletrodos metálicos (por exemplo, hastes de aço, tubos) que estão no solo servem como condutor de aterramento, proporcionando uma resistência transitória suficientemente baixa. A resistência de um dispositivo aterrado é chamada de resistência total, consistindo na resistência de propagação de corrente do eletrodo de aterramento e na resistência do condutor aterrado.

Considere a ação do aterramento protetor. Se o corpo do motor elétrico (aparelho de bainha de cabo) não tiver uma conexão confiável com o solo e, como resultado de danos no isolamento, entrar em contato com a parte condutora u, então uma inclusão monofásica de uma pessoa na corrente circuito ocorrerá.

Na rede, quando ocorre uma falta à terra, ocorre uma falta à terra monofásica

Devido à corrente relativamente pequena que flui para o solo, a configuração de proteção não será desligada e continuará funcionando em modo de emergência. Mas uma corrente flui através do corpo de uma máquina ou aparelho com isolamento danificado, e uma tensão aparecerá entre o corpo 1 e o terra em relação ao solo (Fig. 44.4).

Figura 44. Curto-circuito no corpo do motor elétrico conectado a rede com neutro isolado

Uma pessoa exposta à tensão de toque pode ser significativa e depende de onde estão os pés da pessoa, bem como da condutividade elétrica (resistência) dos sapatos. Como sempre, a tensão de toque é menor que a tensão de terra.

Assim, o valor da tensão da caixa aterrada em relação ao solo e, portanto, a tensão de toque, depende da resistência da terra, e a tensão de toque depende da resistência do dispositivo aterrado. Para que a tensão de contato seja a mais baixa possível, é necessário ter uma baixa resistência do dispositivo de instalação elétrica aterrado. Não aterre com tensão de 42, V e abaixo de AC 1110 V e abaixo de DC em todos os ambientes e condições de trabalho sem perigo acrescido.

Partes de equipamentos elétricos a serem aterradas. O aterramento está sujeito a: casos de máquinas elétricas, transformadores, dispositivos; acionamentos de dispositivos elétricos e enrolamentos secundários de transformadores de soldagem; molduras de quadros distribuídos, quadros de controle, gabinetes de iluminação e energia; estruturas metálicas de dispositivos distribuídos de linhas de cabos. Não estão sujeitos a aterramento: acessórios de suspensão e isoladores de apoio; suportes e luminárias quando instalados em suportes e estruturas de madeira; equipamentos elétricos instalados em estruturas metálicas aterradas, se em locais de contato em conexão com eles, partes metálicas não condutoras de corrente de equipamentos elétricos forem fornecidas com contato elétrico confiável. Caixas de instrumentos de medição elétrica e relés instalados em placas, em gabinetes também não estão sujeitos a aterramento 1. Parede das câmaras do quadro; casos de receptores elétricos com isolamento duplo ou reforçado, por exemplo, furadeiras elétricas, máquinas de lavar, barbeadores elétricos.

assoreamento em instalações elétricas e redes com tensões até 1000. V é a ligação elétrica intencional de elementos metálicos não condutores de corrente da instalação, normalmente isolados de partes vivas não energizadas (caixas de equipamentos elétricos, estruturas de cabos), com um condutor de proteção zero.

Condutor de proteção zero em instalações elétricas com tensões de até 1000. V é um condutor que conecta partes zeradas (carcaças de equipamentos elétricos) a um ponto neutro bem aterrado do enrolamento de uma fonte de corrente (gerador ou transformador) ou seu equivalente (GOST 121030- 811. Padrão Estadual 121009-76-76) .

Em instalações elétricas com fio neutro bem aterrado, em caso de curto-circuito em condutores estruturais metálicos aterrados que não sejam de jato, deve-se garantir o desligamento automático do equipamento contra danos. Jenny está isolada porque isso causa um curto-circuito monofásico.

Os fios de proteção zero são aterrados diretamente nas fontes de energia, ou seja, em subestações ou usinas de energia. Além do aterramento principal de trabalho do neutro, é necessário reaterrar o fio neutro da rede, o que reduz a resistência de aterramento do neutro e serve como aterramento reserva em caso de ruptura do fio terra neutro (Fig. 45,5).

Fig 45. Diagrama esquemático de assoreamento protetor: 1 - instalação elétrica, 2 - proteção máxima contra jatos

O reaterramento das linhas aéreas é feito a cada 250 m de seu comprimento, em suas extremidades, nos ramais e ramais da rede de linhas de alta tensão com comprimento de ramais de 200 m 1 a mais, bem como nas entradas de linhas aéreas linhas. Budin.

Com alimentação através de cabos com tensão de 380/220. No re-aterramento do fio neutro, é realizado na introdução aos locais onde é fornecido o dispositivo para aterramento de aparelhos elétricos, entre estes locais deve haver uma linha de re-aterramento do fio neutro, ao qual o objetos apropriados para aterramento estão conectados.

Para o reaterramento do fio neutro, devem ser utilizados condutores de aterramento naturais sempre que possível, com exceção das redes CC, onde o aterramento repetido deve ser feito utilizando apenas condutores de aterramento mecânico. A resistência do dispositivo de aterramento de cada um dos aterramentos repetidos não deve ser superior a 10. Vm.

Considerando que uma corrente passa pelo fio neutro, mesmo com carga irregular, muito menor do que nos fios de fase, a seção transversal do fio zero de trabalho para as quatro linhas principais é escolhida aproximadamente igual. Metade da seção transversal dos fios de fase. Nos ramais monofásicos da rede elétrica, o cruzamento fase-zero do fio neutro deve ser igual ao do fio fase, pois por ele passa uma corrente igual à corrente do fio fase.

A resistência dos fios aterrados deve ser tão baixa que, quando uma fase estiver em curto com a caixa, a corrente de um curto-circuito monofásico seja suficiente para a operação instantânea da proteção de sobrecorrente conforme no. A PUE da corrente do circuito de fase zero em curto com a caixa não deve ser inferior a 3 vezes a corrente nominal do fusível correspondente.

Ao proteger a instalação elétrica com disjuntor automático, os fios neutros são selecionados de forma que seja fornecida uma corrente de curto-circuito nos circuitos de fase zero, que não exceda em 1,4 vezes a corrente de inserção da chave de controle.

Nos dois ramos principais, fase - zero, alimentando receptores elétricos monofásicos, um dispositivo de proteção (fusível, interruptores unipolares) é instalado apenas no fio de fase, se houver peças nesta alcalinização vidgal que estejam sujeitas a zerar. Para efeito de segurança elétrica, na montagem dos cartuchos das lâmpadas, o fio de fase é conectado ao contato central do cartucho (calcanhar), e o fio zero é conectado à parte roscada do cartucho. Isso evitará um acidente se a base da lâmpada for tocada acidentalmente (por exemplo, durante a substituição) sem desconectá-la da rede elétrica. Ao zerar as luminárias iluminadas, devemos anexar uma ramificação separada do fio neutro e não usar um fio neutro condutor para essa finalidade.

uchebnikirus.com

Apresentação sobre o tema: TIPOS DE REDES ELÉTRICAS

A Terra 01 é geralmente um condutor equipotencial.

UAZ UVZ UСЗ - tensões de fase em relação à terra.

a - operador de fase de um sistema trifásico, levando em consideração a mudança de fase

Parâmetros elétricos que caracterizam a ligação da rede ao solo:

resistência de isolamento,

capacidade terrestre,

aterramento.

RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO

R e - um indicador da capacidade das estruturas isolantes de passar corrente elétrica sob a ação de uma tensão constante aplicada a essas estruturas

CAPACIDADE DE ATERRAMENTO

Esquemas possíveis para incluir uma pessoa em um circuito elétrico

1.Toque bipolar.

2. toque de pólo único.

3. Carga residual.

5. Avaria elétrica do entreferro.

6. Carga induzida.

7. Carga de eletricidade estática.

studfiles.net

Esquema - inclusão - homem

Página 1

Os esquemas para incluir uma pessoa em um circuito de corrente podem ser diferentes.

Os esquemas para incluir uma pessoa em um circuito de corrente podem ser diferentes. Porém, dois deles são mais característicos: entre dois fios e entre um fio e o terra. Em relação às redes CA trifásicas mais comuns, o primeiro circuito é geralmente chamado de comutação bifásica e o segundo - monofásico.

Os esquemas para incluir uma pessoa em um circuito de corrente podem ser diferentes. Porém, dois deles são mais característicos: entre dois fios e entre um fio e o terra.

Na fig. 4.13 mostra um diagrama de inclusão de uma pessoa em uma rede monofásica com neutro isolado.

A tensão de toque depende da tensão da rede, do seu circuito, do modo neutro, do circuito para incluir uma pessoa no circuito elétrico, do grau de isolamento das partes condutoras de corrente do solo.

O contato monofásico (polo único) ocorre com muito mais frequência do que o contato bifásico, portanto, este esquema para conectar uma pessoa a uma rede elétrica recebe a atenção principal.

Nas condições de oficinas tecnológicas, a tensão de contato depende da tensão da rede, do seu circuito, do modo neutro, do circuito de conexão de uma pessoa a um circuito elétrico e do grau de isolamento das partes condutoras de corrente do solo.

Nas condições das oficinas tecnológicas, a tensão de toque depende da tensão da rede, do seu circuito, do modo neutro, do circuito para conectar uma pessoa ao circuito, do grau de isolamento das partes condutoras de corrente do solo. A resistência do circuito elétrico de uma pessoa inclui a resistência do corpo de uma pessoa, a resistência dos sapatos, do chão ou solo em que ela está. Com qualquer inclusão monofásica de uma pessoa no circuito, ela toca o chão ou terra, de forma que a resistência da superfície de apoio afeta significativamente o valor da corrente que passa pela pessoa. Ao mesmo tempo, durante o funcionamento do equipamento, não se pode confiar plenamente nas propriedades protetoras das superfícies de apoio, que, em caso de danos, podem perder a resistência elétrica, que no estado normal é muito elevada.

Os esquemas para incluir uma pessoa em um circuito elétrico podem ser bipolares e unipolares.

As instalações elétricas produzem, transformam, distribuem e consomem eletricidade. Durante sua operação, uma pessoa pode estar sob a influência de um campo eletromagnético ou em contato direto com partes condutoras de corrente, fazendo com que uma corrente elétrica flua por seu corpo. Isso pode causar ferimentos a uma pessoa. O perigo de derrota depende da magnitude da corrente, da duração da exposição, do tipo de corrente (contínua ou alternada), da frequência, do caminho da corrente (esquemas para conectar uma pessoa a um circuito elétrico), do ambiente e de uma série de outros fatores.

Páginas: 1

www.ngpedia.ru

Análise do perigo de choque elétrico em diversas redes elétricas. segurança elétrica

Casos de choque elétrico em uma pessoa só são possíveis quando o circuito elétrico é fechado através do corpo humano ou, em outras palavras, quando uma pessoa toca pelo menos dois pontos do circuito, entre os quais existe alguma tensão.

O perigo de tal toque, estimado pela magnitude da corrente que passa pelo corpo humano, ou pela voltagem do toque, depende de uma série de fatores: o circuito para conectar uma pessoa ao circuito, a voltagem da rede, o circuito da própria rede, o modo de seu neutro, o grau de isolamento das partes condutoras de corrente do solo, e também do valor da capacitância das partes condutoras de corrente em relação ao solo, etc.

Os esquemas para incluir uma pessoa na cadeia podem ser diferentes. Porém, os mais característicos são dois esquemas de comutação: entre dois fios e entre um fio e terra (Fig. 68). É claro que, no segundo caso, assume-se que existe uma ligação elétrica entre a rede e o solo.

Em relação às redes CA, o primeiro circuito costuma ser denominado comutação bifásica, e o segundo - monofásico.

A comutação bifásica, ou seja, uma pessoa tocando duas fases ao mesmo tempo, via de regra, é mais perigosa, pois a tensão mais alta dessa rede é aplicada ao corpo humano - linear, e portanto mais corrente fluirá pelo pessoa:

onde Ih é a corrente que passa pelo corpo humano, A; UL = √3 Uf - tensão linear, ou seja, tensão entre os fios de fase da rede, V; Uf - tensão de fase, ou seja, a tensão entre o início e o final de um enrolamento (ou entre os fios fase e neutro), V.

Arroz. 68. Casos de inclusão de pessoa em circuito de corrente: a - inclusão bifásica; b, c - inclusões monofásicas

É fácil imaginar que a comutação bifásica seja igualmente perigosa em uma rede com neutros isolados e aterrados.

Com uma conexão bifásica, o perigo de ferimentos não diminuirá, mesmo que a pessoa esteja isolada de forma confiável do solo, ou seja, se ela tiver galochas ou botas de borracha nos pés ou estiver sobre um piso isolante (de madeira), ou sobre um dielétrico esteira.

A comutação monofásica ocorre com muito mais frequência, mas é menos perigosa que a comutação bifásica, pois a tensão sob a qual uma pessoa se encontra não ultrapassa a da fase, ou seja, 1,73 vezes menor que a linear. Conseqüentemente, a corrente que passa pela pessoa é menor.

Além disso, o valor desta corrente também é afetado pelo modo neutro da fonte de corrente, pela resistência de isolamento e capacitância dos fios em relação ao solo, pela resistência do piso em que a pessoa está, pela resistência de seus sapatos, e alguns outros fatores.

Em uma rede trifásica de três fios com neutro isolado, a corrente que passa por uma pessoa, ao tocar uma das fases da rede durante sua operação normal (Fig. 69, a), é determinada pela seguinte expressão em complexo forma (A):

onde Z é a impedância complexa de uma fase em relação à terra (Ohm):

aqui r e C são, respectivamente, a resistência de isolamento do fio (Ohm) e a capacitância do fio (F) em relação ao terra (para simplificar, são considerados iguais para todos os fios da rede).

Arroz. 69. Tocar uma pessoa no fio de uma rede trifásica de três fios com neutro isolado: a - no modo normal; b - em modo de emergência

A corrente na forma real é (A):

, (35)

Se a capacitância dos fios em relação à terra for pequena, ou seja, C = 0, o que geralmente ocorre em redes aéreas de pequeno comprimento, então a equação (35) assumirá a forma

, (36)

Se a capacitância for grande e a condutividade do isolamento for insignificante, ou seja, r ≈ ∞, o que geralmente ocorre em redes de cabos, então de acordo com a expressão (35), a corrente através de uma pessoa (A) será:

, (37)

onde xc \u003d 1 / wC - capacitância, Ohm.

Resulta da expressão (36) que em redes com neutro isolado, que possuem capacitância insignificante entre os fios e o terra, o perigo para quem toca em uma das fases durante o funcionamento normal da rede depende da resistência de os fios em relação ao solo: com o aumento da resistência, o perigo diminui.

Portanto, é muito importante garantir alta resistência de isolamento nessas redes e monitorar seu estado para identificar e eliminar falhas em tempo hábil.

Porém, em redes com grande capacidade em relação à terra, perde-se o papel do isolamento dos fios na garantia da segurança ao toque, como pode ser visto nas equações (35) e (37).

No modo de emergência da rede, ou seja, quando uma das fases entrou em curto com o terra através de uma pequena resistência gzm, a corrente através de uma pessoa que tocou uma fase saudável (Fig. 69, b) será (A):

, (38) e tensão de contato (V):

, (39)

Se assumirmos que rzm = 0 ou pelo menos assumirmos que rzm< Rh (так обычно бывает на практике), то согласно выражению (39)

, (40)

ou seja, uma pessoa estará sob tensão linear.

Em condições reais, gzm > 0, portanto, a tensão sob a qual uma pessoa que toca uma fase saudável de uma rede trifásica com neutro isolado durante um período de emergência será significativamente maior que a fase e um pouco menor que a tensão linear de a rede. Assim, este caso de toque é muitas vezes mais perigoso do que tocar na mesma fase da rede durante a operação normal.

trabalhar [ver equações (36) e (39), tendo em conta que r/3>rzm].

Em uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado, a condutividade do isolamento e a capacitância dos fios em relação à terra são pequenas em comparação com a condutividade do neutro aterrado, portanto, ao determinar a corrente através de uma pessoa tocando o fase da rede, eles podem ser negligenciados.

No modo normal de operação da rede, a corrente que passa por uma pessoa será (Fig. 70, a):

, (41)

onde r0 é a resistência de aterramento neutro, Ohm.

Arroz. 70. Tocar uma pessoa em um fio de fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado: a - no modo normal; b - em modo de emergência

Em redes comuns r0< 10 Ом, сопротивление тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнении (41) можно пренебречь значением г0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh

Segue-se que tocar uma fase de uma rede trifásica com um neutro aterrado durante sua operação normal é mais perigoso do que tocar uma fase de uma rede operando normalmente com um neutro isolado [cf. equações (36) e (41)], mas é menos perigoso tocar a fase intacta da rede com neutro isolado durante o período de emergência [cf. equações (38) e (41)], pois em alguns casos rzm pode diferir pouco de r0.

Informação util:

ohrana-bgd.narod.ru

Resumo da palestra

APROVADO

Cabeça cafeteria OP KHNURE

prof. Dziundzyuk B.V.

"____" _______2014

da disciplina “Fundamentos da proteção da prática”

Tópico 2.2: “Lavar os feridos com jato elétrico”

Docente - Arte. café wil. OP

Mamontov O.V.

2.2.1 Esquemas para incluir uma pessoa em um circuito elétrico

Segundo a PUE, o risco de choque elétrico é possível com o contato direto e indireto de pessoas ou animais com partes de instalações elétricas energizadas.

Contato direto é o contato elétrico de pessoas ou animais com partes condutoras de corrente que estão energizadas, ou aproximando-se delas a uma distância perigosa.

O toque indireto é o contato elétrico de pessoas ou animais com uma parte condutora aberta que ficou energizada como resultado de danos ao isolamento.

Se uma pessoa toca dois pontos ao mesmo tempo, entre os quais existe uma tensão elétrica, e assim se forma um circuito fechado, uma corrente passa por seu corpo. O valor desta corrente depende do circuito de toque, ou seja, em quais partes da instalação elétrica a pessoa toca, bem como dos parâmetros da rede elétrica. Sem tocar nos parâmetros da rede, consideraremos os esquemas para ligar uma pessoa.

Contato bifásico (dois pólos) com partes energizadas

Na fig. 1a e 1b mostram contato direto com dois pólos de uma rede monofásica. Neste caso, a corrente que atravessa o corpo humano é igual a

Tensão de rede operacional (fase), V; - resistência do corpo humano, Ohm.

Em uma rede trifásica (ver Fig. 1.b), a corrente através do corpo humano é determinada pela tensão da linha

Figura 1 - Contato direto bifásico (dois pólos) em rede monofásica (a) e em rede trifásica (b)

2) Contato monofásico (monopolar) com partes energizadas

Se uma pessoa, parada no solo, tocar um dos pólos ou uma das fases, a corrente se fecha através dela até o solo e depois através da resistência de isolamento e capacitância de fase em relação ao solo (ver Fig. 2 a) ou neutro aterramento (ver Fig. 2 b) .

Em uma rede com neutro isolado (Fig. 2 a), a magnitude da corrente depende da resistência de isolamento e da capacitância das fases em relação ao terra (a ser discutida a seguir). Em uma rede com neutro aterrado (Fig. 2 b), o valor da corrente é igual a

onde está a resistência de aterramento neutro.

Figura 2 - Contato direto monofásico (unipolar) em rede trifásica com neutro isolado (a) e em rede trifásica com neutro aterrado (b)

Todos os casos de choque elétrico em uma pessoa como resultado de um choque elétrico são o resultado do toque em pelo menos dois pontos do circuito elétrico, entre os quais existe uma diferença de potencial. O perigo de tal toque depende em grande parte das características da rede elétrica e do esquema de inclusão de uma pessoa nela. Ao determinar a corrente /h que passa por uma pessoa, tendo em conta estes factores, podem ser seleccionadas medidas de protecção adequadas para reduzir o risco de lesões.

Inclusão bifásica de uma pessoa no circuito de corrente (Fig. 8.1, a). Ocorre muito raramente, mas é mais perigoso em comparação com um monofásico, pois a maior tensão em uma determinada rede é aplicada ao corpo - linear, e a intensidade da corrente, A, que passa por uma pessoa não depende da rede circuito, seu modo neutro e outros fatores, t e.

I = Ul/Rch = √ 3Uf/Rch,

onde Ul e Uf são tensões lineares e de fase, V; Rh - resistência do corpo humano, Ohm (de acordo com as Regras para instalação de instalações elétricas nos cálculos, Rh é considerado igual a 1000 Ohm).

Casos de contato bifásico podem ocorrer ao trabalhar com equipamentos elétricos sem retirar tensão, por exemplo, ao substituir um fusível queimado na entrada de um edifício, usar luvas dielétricas com freios de borracha, conectar um cabo aos terminais desprotegidos de um transformador de soldagem, etc.

Interruptor monofásico. Vários fatores influenciam a corrente que passa por uma pessoa, o que reduz o risco de lesões em comparação com o toque bifásico.

Arroz. 8.1. Esquemas para a possível inclusão de uma pessoa numa rede de corrente trifásica:

a - toque bifásico; b - contato monofásico em rede com neutro aterrado; c - contato monofásico em rede com neutro isolado

Em uma rede monofásica de dois fios isolada do solo, a corrente, A, que passa por uma pessoa, se a resistência de isolamento dos fios for igual ao solo r1 \u003d r2 \u003d r, é determinada pela fórmula

Ih \u003d U / (2Rh + r),

onde U é a tensão da rede, V; r - resistência de isolamento, Ohm.

Em uma rede de três fios com neutro isolado em r1 = r2 = r3 = r, a corrente fluirá do ponto de contato através do corpo humano, sapatos, piso e isolamento imperfeito para outras fases (Fig. 8.1, b). Então

Ich \u003d Up / (Ro + r / 3),

onde Ro é a resistência total, Ohm; RO = Rch + Rop + Rp; Rob - resistência do calçado, cm: para calçado de borracha Rob ≥ 50.000 Ohm; Rn - resistência do piso, Ohm: para piso de madeira seco, Rp \u003d 60.000 Ohm; d - resistência de isolamento dos fios, Ohm (de acordo com a PUE deve ser de no mínimo 0,5 MΩ por fase do trecho da rede com tensão até 1000 V).

Em redes trifásicas de quatro fios, a corrente passará por uma pessoa, seus sapatos, piso, terra neutra da fonte e fio neutro (Fig. 8.1, c). A intensidade da corrente, A, que passa por uma pessoa,

Ih \u003d Uf (Ro + Rn),

onde RH é a resistência de aterramento neutro, Ohm. Desprezando a resistência RH, obtemos:

Nas empresas agrícolas, são utilizadas principalmente redes elétricas de quatro fios com neutro solidamente aterrado com tensão de até 1000 V. A vantagem é que podem ser utilizadas para obter duas tensões de operação: Ul linear \u003d 380 V e fase Uf \ u003d 220 V. Essas redes não estão sujeitas a altos requisitos de qualidade de isolamento dos fios e são utilizadas com uma grande ramificação da rede. Um pouco menos frequentemente, uma rede de três fios com neutro isolado é usada em tensões de até 1000 V - mais segura se a resistência de isolamento dos fios for mantida em um nível alto.

Tensão de toque. Ocorre em decorrência do contato com instalações elétricas energizadas ou partes metálicas de equipamentos.

tensão de passo. Esta é a tensão Ush no corpo humano quando as pernas estão posicionadas nos pontos do campo de propagação da corrente do eletrodo terra ou do fio que caiu no chão, onde ficam os pés quando a pessoa caminha na direção de eletrodo terra (fio) ou longe dele (Fig. 8.2).

Se uma perna está a uma distância x do centro do eletrodo de aterramento, então a outra está a uma distância x + a, onde a é o comprimento do passo. Normalmente nos cálculos levamos A = 0,8 m.

A tensão máxima, neste caso, ocorre no ponto de curto-circuito da corrente com o solo e, à medida que se afasta dele, diminui de acordo com a lei da hipérbole. Acredita-se que a uma distância de 20 m do local do curto-circuito, o potencial da terra seja igual a zero.

Tensão de passo, V,

Arroz. 8.2. Esquema de ocorrência de tensão de passo

Mesmo com um pequeno passo de tensão (50 ... 80 V), pode ocorrer uma contração convulsiva involuntária dos músculos das pernas e, como resultado, uma pessoa pode cair no chão. Ao mesmo tempo, ele toca simultaneamente o solo com as mãos e os pés, cuja distância é maior que o comprimento do passo, de modo que a tensão atuante aumenta. Além disso, nesta posição da pessoa, forma-se um novo caminho para a passagem da corrente, afetando os órgãos vitais. Isso cria uma ameaça real de derrota mortal. À medida que o comprimento da passada diminui, a tensão do passo diminui. Portanto, para sair da zona de ação da tensão de degrau, deve-se movimentar-se saltando sobre uma perna ou sobre duas pernas fechadas, ou com passos tão curtos quanto possível (neste último caso, uma tensão não superior a 40 V é considerado aceitável).

O primeiro circuito corresponde a um contato bifásico e o segundo a um contato monofásico.

A tensão entre duas partes condutoras ou entre uma parte condutora e o solo quando uma pessoa ou animal as toca ao mesmo tempo é chamada tensão de toque (você etc.).

O contato bifásico, ceteris paribus, é mais perigoso, pois a maior tensão nesta rede é aplicada ao corpo humano - linear, e a corrente que passa por uma pessoa, sendo independente do esquema de rede, modo neutro e outros fatores, é da maior importância:

Onde
- tensão de linha, ou seja, tensão entre os fios de fase da rede, V;

você f - tensão de fase, ou seja, tensão entre o início e o fim de um enrolamento da fonte de corrente (transformador ou gerador) ou entre os fios fase e neutro da rede, V;

R h- resistência do corpo humano, Ohm.

Arroz. 6.1. Casos de uma pessoa tocando em partes energizadas sob tensão: a - inclusão bifásica: b e c - inclusões monofásicas

6.2.4. Redes trifásicas com neutro solidamente aterrado

Em uma rede trifásica de quatro fios com neutro solidamente aterrado, o cálculo da tensão de toque você etc. , E atual EU h passando por uma pessoa, no caso de tocar em uma das fases (Fig. 6.2), é mais fácil realizar o método simbólico (complexo).

Consideremos o caso mais geral, quando a resistência de isolamento dos fios, bem como a capacitância dos fios em relação ao terra, não são iguais entre si, ou seja,

R 1 ≠ R 2 ≠ R 3 ≠ R n ; COM 1 ≠ COM 2 ≠ COM 3 ≠ COM n ≠ 0,

Onde R 1 , R 2 , R 3 , R n- resistência de isolamento dos fios PEN da fase L e zero (combinado), Ohm;

C 1 , C 2 , C 3 , C n - capacitâncias dispersas dos fios PEN de fase L e zero (combinados) em relação ao solo, F.

Então as condutividades totais dos fios fase e neutro em relação ao solo de forma complexa serão:

;
;
;

Onde c- frequência angular, rad/s;

j - unidade imaginária igual a (
).

Arroz. 6.2. Uma pessoa tocando um fio de fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado durante a operação normal: a - diagrama de rede; b - circuito equivalente; eu1, eu2, eu3, - condutores de fase; CANETA - fio neutro (combinado).

As condutividades totais de aterramento do neutro e do corpo humano são iguais, respectivamente

;
,

Onde R 0 - resistência de aterramento neutro, Ohm.

O componente capacitivo da condutividade humana pode ser desprezado devido ao seu pequeno valor.

Quando uma pessoa toca uma das fases, por exemplo, o condutor de fase L1, a tensão sob a qual ela será determinada pela expressão

, (6.1)

A corrente é encontrada pela fórmula

Onde - tensão complexa da fase 1 (tensão de fase), V;

- tensão complexa entre o neutro da fonte de corrente e a terra (entre os pontos 00" no circuito equivalente).

Usando o conhecido método de dois nós, pode ser expresso da seguinte forma:

Tendo em conta que para um sistema trifásico simétrico

;
;
,

Onde você f - tensão de fase da fonte (módulo), V;

A - operador de fase que leva em conta a mudança de fase, onde

teremos igualdade

. (6.2)

A corrente que passa por uma pessoa, obtemos se multiplicarmos esta expressão por S h :

. (6.3)

S 1 = S 2 = S 3 = S n = 0

Neste caso, as equações (6.2) e (6.3) tornam-se muito mais simples. Então, a tensão de toque será

ou (na forma real)

, (6.4)

e a corrente é

(6.5)

De acordo com os requisitos da PUE, o valor da resistência R 0 não deve exceder 8 ohms, a resistência do corpo humano R h , não cai abaixo de algumas centenas de ohms. Portanto, sem um grande erro nas equações (6.4) e (6.5), podemos desprezar o valor R 0 e assumir que ao tocar uma das fases de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado, uma pessoa fica praticamente sob tensão de fasevocê f , e a corrente que passa por ele é igual ao quociente de divisãovocê f sobreR h .

Da equação (6.5) segue mais uma conclusão: a corrente que passa por uma pessoa que tocou a fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado durante sua operação normal praticamente não muda com a mudança na resistência de isolamento e na capacitância dos fios em relação ao terra, se mantém-se a condição de que as condutividades totais dos fios em relação ao solo sejam muito pequenas em comparação com o aterramento neutro da rede de condutividade.

Neste caso, a segurança da resistência dos calçados, solo (piso) e outras resistências no circuito elétrico humano é significativamente aumentada.

Um curto-circuito com o terra em uma rede com neutro solidamente aterrado faz pouco para alterar a tensão das fases em relação ao terra.

No modo de emergência, quando uma das fases da rede, por exemplo, o condutor de fase L3 (Fig. 6.3, a), é fechada ao terra através de uma resistência ativa relativamente pequena R GP, e uma pessoa toca o condutor de fase L1, a equação (6.2) terá a seguinte forma:

Aqui também aceitamos que S 1 , S 2 E S n pequeno em comparação com S 0 , ou seja igualado a zero.

Depois de fazer as transformações apropriadas e tendo em conta que

,
E
,

obtenha a tensão de toque em forma real

Para simplificar esta expressão, vamos supor que

Como resultado, finalmente obtemos que a tensão você etc.é igual a

. (6.6)

A corrente que passa por uma pessoa é determinada pela fórmula

. (6.7)

Arroz. 6.3. Uma pessoa tocando um fio de fase de uma rede trifásica de quatro fios com neutro aterrado em modo de emergência: a - diagrama de rede; b - diagrama vetorial de tensão.

Vamos considerar dois casos típicos.

Se a resistência dos fios ao terra R GP ser considerada igual a zero, então a equação (6.6) assume a forma

Portanto, neste caso, a pessoa estará sob a influência da tensão linear da rede.

2. Se considerarmos igual a zero a resistência de aterramento do neutro R 0 , então da equação (6.6) obtemos que você np = você f , aqueles. a tensão sob a qual uma pessoa estará será igual à tensão de fase.

Porém, em condições práticas de resistência R GP E R 0 sempre maior que zero, então a tensão sob a qual uma pessoa toca um fio de fase de trabalho de uma rede trifásica com neutro aterrado durante o modo de emergência é sempre menor que linear, mas maior que fase, ou seja,

> VOCÊ etc. > VOCÊ f . (6.8)

Esta posição é ilustrada pelo diagrama vetorial mostrado na fig. 6.3, be correspondente ao caso em apreço. Deve-se notar que esta conclusão também decorre da equação (6.6). Então, para valores pequenos R GP E R 0 comparado com R h , o primeiro termo no denominador pode ser desprezado. Então a fração para qualquer proporção R GP E R 0 será sempre maior que um, mas menor
, ou seja obtemos a expressão (6.8).

Rede elétrica trifásica CA de três fios com neutro isolado (em sistema IT).

Contato bifásico com partes condutoras de corrente (Fig. 3).

Arroz. 3. Contato bifásico (dois pólos) com partes energizadas no sistema de TI

U f - tensão de fase; I h - a força da corrente que flui através de uma pessoa;

R h - resistência humana; L 1, L 2, L 3 - condutores de fase.

A força da corrente (I h, A) que flui através de uma pessoa é determinada pela fórmula

onde você eu - tensão linear, V;

U f - tensão de fase, V;

R h - resistência humana, Ohm.

Por exemplo, em uma rede elétrica com tensão linear de 380 V (U f \u003d 220 V), com resistência do corpo humano de 1000 Ohms, a corrente que flui através de uma pessoa é:

Esta corrente é mortal para os humanos.

Com toque bifásico, a corrente que passa por uma pessoa é praticamente independente do modo de operação neutro. O perigo de tocar não diminuirá mesmo que a pessoa esteja isolada do solo de forma confiável.

Um toque monofásico (Fig. 4.) ocorre muitas vezes mais frequentemente do que um bifásico, mas é menos perigoso, pois a tensão sob a qual uma pessoa se encontra não excede a fase um, ou seja, menos que linear em 1,73 vezes e, além disso, a corrente que flui por uma pessoa retorna à fonte (rede elétrica) através do isolamento dos fios, que em bom estado possui alta resistência.

Figura 4. Contato monofásico (polo único) de partes energizadas em um sistema de TI

r 1 , r 2 , r 3 - resistência de isolamento dos fios elétricos; s 1 , s 2 , s 3 - capacitância dos fios elétricos

A intensidade da corrente (I h, A) que flui através de uma pessoa é determinada para este caso pela fórmula

onde R p - resistência de transição, Ohm (resistência do piso em que a pessoa fica de pé e calça); Z é a resistência de isolamento do fio de fase em relação à terra, Ohm (componentes ativos e capacitivos).

Na situação mais desfavorável, quando uma pessoa possui sapatos condutores e está sobre um piso condutor (R p ~ 0), a corrente que flui pelo corpo é determinada pela fórmula

se U f \u003d 220 V, R h \u003d 1 kOhm, Z \u003d 90 kOhm, então I h \u003d 220 / (1000 + (90000 / 3)) \u003d 0,007 A (7 mA).

Rede elétrica trifásica CA de quatro fios com neutro aterrado (em sistema TN).

Contato monofásico com partes energizadas.

Figura 5. Contato monofásico (polo único) de partes energizadas em um sistema TN

R 0 - resistência de aterramento do neutro da rede elétrica

Em uma rede elétrica CA de quatro fios com neutro solidamente aterrado (sistema TN), a corrente que passa por uma pessoa retorna à fonte (rede) não através do isolamento dos fios, como no caso anterior, mas através do neutro aterramento resistência (R 0) da fonte de corrente (Fig. 5 ). A força da corrente que passa pelo corpo humano é determinada pela fórmula:

onde R 0 é a resistência de aterramento do neutro da fonte de corrente, Ohm.

A resistência do dispositivo de aterramento, ao qual está conectado o neutro da fonte de corrente, em qualquer época do ano não deve ser superior a 2, 4 e 8 ohms, respectivamente, nas tensões de linha de 660, 380 e 220 V. Este a resistência deve ser fornecida levando em consideração o uso de condutores de aterramento naturais, bem como condutores de aterramento reaterrando condutores PEN ou PE de linhas aéreas de energia (VL) com tensão de até 1 kV. A resistência do eletrodo de aterramento localizado próximo ao neutro da fonte de corrente não deve ser superior a 15, 30 e 60 ohms, respectivamente, nas mesmas tensões de linha de 660, 380 e 220 V.

Exemplo. Na situação mais desfavorável discutida acima, com U f = 220 V, R h = 1000 Ohm, R p ~ 0 Ohm R 0 = 30 Ohm, a corrente que flui através do corpo humano será:

I h \u003d 220/1000 + 30 \u003d 0,214 A (214 mA), que é mortal para humanos.

Se os sapatos não forem condutores (por exemplo, galochas de borracha com resistência de 45 kOhm) e a pessoa estiver sobre um piso não condutor (por exemplo, um piso de madeira com resistência de 100 kOhm), ou seja, R p \u003d 145 kOhm, então a intensidade da corrente que flui pelo corpo humano será:

I h = 220/1000 + 60 + 145000 = 0,0015 A (1,5 mA), o que não é perigoso para os humanos.

Assim, ceteris paribus, uma pessoa tocando um fio de fase de uma rede elétrica com neutro isolado é menos perigosa do que em uma rede elétrica com neutro aterrado.

Os esquemas acima para incluir uma pessoa em um circuito elétrico de corrente alternada trifásica são válidos para condições normais de operação (à prova de falhas) de redes elétricas.

Na operação de emergência de uma rede de energia CA trifásica, um dos fios de fase, por exemplo, uma rede elétrica com neutro aterrado (em um sistema TN) pode entrar em curto com o terra (quando o sistema de aterramento de proteção é acionado, uma fase o fio cai no chão, etc.) através da resistência R zm (Fig. 6).

Arroz. 6. Contato monofásico (polo único) com partes condutoras de corrente em operação de emergência da rede elétrica.

R zm - a resistência do circuito do fio de fase (L 2) ao terra

A intensidade da corrente que passa pelo corpo humano, tocando nesta situação um dos fios de fase utilizáveis (L 1, L 3), é determinada a partir da equação

onde R zm é a resistência do fio de fase ao terra, Ohm.

Se ao mesmo tempo R zm ~ 0 ou muito menos que R 0 e R h, então eles podem ser desprezados, então a intensidade da corrente que passa pelo corpo humano será determinada pela fórmula

ou seja, uma pessoa será incluída no circuito elétrico em duas fases, e a segunda fase será conectada a ela pelas pernas e o valor de I h será significativamente afetado pela resistência de transição R p.

Em tensões de até 1000 V em condições de produção, ambas as redes elétricas trifásicas CA acima consideradas são amplamente utilizadas: três fios com neutro isolado (sistema IT) e quatro fios com neutro aterrado (sistema TN).

Aconselha-se a utilização de rede elétrica com neutro isolado nos casos em que seja possível manter um alto nível de resistência de isolamento dos fios de fase e uma pequena capacitância destes em relação ao terra. São redes elétricas com pouca ramificação, não expostas a ambientes agressivos e sob supervisão constante de pessoal qualificado. Assim, por exemplo, em minas de carvão, são utilizadas apenas redes elétricas com neutro isolado.

Uma rede elétrica com neutro aterrado deve ser usada onde for impossível garantir um bom isolamento dos fios (por exemplo, devido à alta umidade ou ambiente agressivo), quando os danos no isolamento não puderem ser rapidamente encontrados ou reparados, ou quando as correntes capacitivas do circuito elétrico rede, devido à sua ramificação significativa, atinge valores elevados, perigosos para o ser humano.

Em tensões acima de 1000 V, por questões tecnológicas, as redes elétricas com tensões até 35 kV inclusive possuem neutro isolado, acima de 35 kV - aterrado. Como tais redes elétricas possuem grande capacidade de fios em relação ao solo, é igualmente perigoso para uma pessoa tocar em seus fios de fase, independentemente do modo de operação do neutro da fonte de alimentação. Portanto, o modo de operação do neutro da tensão de rede acima de 1000 V não é selecionado por razões de segurança.

Arroz. 3. Contato bifásico (dois pólos) com partes energizadas no sistema ISTO .

Uf– tensão de fase; eu h - a força da corrente que flui através de uma pessoa;

R h- resistência humana; L1 , L2 , L3 - condutores de fase.

Força atual ( eu h , A) fluindo através de uma pessoa é determinado pela fórmula

Onde Você eu - tensão da linha, EM;

Uf - tensão de fase, EM;

R h - resistência humana Ohm.

Por exemplo, em uma rede elétrica com tensão de linha de 380 EM (Uf = 220 EM) com uma resistência do corpo humano de 1000 Ohm a corrente que flui através de uma pessoa é:

Esta corrente é mortal para os humanos.

toque monofásico(Fig. 4.) ocorre muitas vezes mais frequentemente do que bifásico, mas é menos perigoso, pois a tensão sob a qual uma pessoa se encontra não excede a fase um, ou seja, menos que linear em 1,73 vezes e, além disso, a corrente que flui através de uma pessoa

Figura 4. Contato monofásico (polo único) com partes energizadas no sistema ISTO .

r1, r2 , r3 – resistência de isolamento de fios elétricos; a partir de 1 , desde 2 , de 3 - capacitância dos fios elétricos.

retorna à fonte (rede elétrica) através da isolação dos fios, que em bom estado possui alta resistência.

Força atual ( eu h , A) fluindo através de uma pessoa, para este caso é determinado pela fórmula

Onde Rp - resistência transitória, Ohm(resistência do piso em que a pessoa fica e dos sapatos); Z - resistência de isolamento do fio de fase em relação à terra, Ohm(componentes ativos e capacitivos).

Na situação mais desfavorável, quando uma pessoa usa sapatos condutores e está sobre um piso condutor ( Rp ~ 0), a força da corrente que flui através do corpo é determinada pela fórmula

Se Uf = 220 EM, R h = 1 kOhm, Z = 90 kOhm, Que eu h = 220/(1000 + (90000 / 3)) = 0,007A (7 mA).

Rede CA trifásica de quatro fios com neutro aterrado(no sistema TN ).

toque monofásico para viver partes.

Figura 5. Contato monofásico (monopolar) com partes energizadas

no sistema TN .

R0– resistência de aterramento do neutro da fonte de alimentação.

Em uma rede CA de quatro fios com neutro solidamente aterrado (sistema TN ) a corrente que passa por uma pessoa retorna à fonte (rede) não através da isolação dos fios, como no caso anterior, mas através da resistência de aterramento do neutro ( R0 ) fonte de corrente (Fig. 5). A força da corrente que passa pelo corpo humano é determinada pela fórmula:

Onde R0 – resistência de aterramento do neutro da fonte de corrente, Ohm.

A resistência do dispositivo de aterramento, ao qual está conectado o neutro da fonte de corrente, em qualquer época do ano não deve ser superior a 2, 4 e 8 Ohm respectivamente nas tensões de linha 660, 380 e 220 EM. Esta resistência deve ser fornecida levando-se em consideração a utilização de condutores de aterramento naturais, bem como condutores de aterramento para aterramentos repetidos. CANETA - ou EDUCAÇAO FISICA - condutor de linhas aéreas de energia (VL) com tensão até 1 kV. A resistência do eletrodo de aterramento localizado próximo ao neutro da fonte de corrente não deve ser superior a 15, 30 e 60 Ohm respectivamente nas mesmas tensões lineares 660, 380 e 220 EM.

Exemplo. Na situação mais desfavorável discutida acima, quando Uf = 220 EM, R h = 1000Ohm, Rp ~ 0 Ohm R0 = 30 Ohm a corrente que flui através do corpo humano é:

eu h = 220/1000 + 30 = 0,214 A (214 mA), que é fatal para os humanos.

Se os sapatos não forem condutores (por exemplo, galochas de borracha com resistência de 45 kOhm) e a pessoa está sobre um piso não condutor (por exemplo, um piso de madeira com resistência de 100 kOhm), ou seja Rp = 145kOhm, então a corrente que flui através do corpo humano será:

eu h = 220/1000 + 60 + 145000 = 0,0015 A (1,5 mA) que não representa perigo para os seres humanos.

Assim, ceteris paribus, uma pessoa tocando um fio de fase de uma rede elétrica com neutro isolado é menos perigosa do que em uma rede elétrica com neutro aterrado.

Os esquemas acima para incluir uma pessoa em um circuito elétrico de corrente alternada trifásica são válidos para condições normais de operação (à prova de falhas) de redes elétricas.

Em modo de emergência operação de uma rede elétrica CA trifásica um dos fios de fase, por exemplo, uma rede elétrica com neutro aterrado (no sistema TN ) pode entrar em curto com o terra (quando o sistema de aterramento de proteção é acionado, o fio de fase cai no chão, etc.) através da resistência R (Fig. 6).

Arroz. 6. Contato monofásico (polo único) com partes condutoras de corrente em operação de emergência da rede elétrica.

R– resistência de fechamento do fio de fase ( eu 2 ) para o chão.

A força da corrente que passa pelo corpo humano, tocando nesta situação um dos fios de fase utilizáveis ( L1 , L3 ), é determinado a partir da equação

Onde R - a resistência do fio de fase à terra, Ohm.

Se ao mesmo tempo R ~ 0 ou muito menos e R0 ,E R h , então pode ser desprezado, então a força da corrente que passa pelo corpo humano será determinada pela fórmula

ou seja, uma pessoa será incluída no circuito elétrico em duas fases, e a segunda fase será conectada a ela pelas pernas e pela quantidade eu h terá um efeito significativo na resistência transitória Rp .

Para tensões até 1000 EM nas condições de produção, ambos os esquemas acima de redes elétricas trifásicas de corrente alternada são amplamente utilizados: três fios com neutro isolado (sistema ISTO ) e quatro fios com neutro aterrado (sistema TN ).

Em tensões acima de 1000 EM por questões tecnológicas, redes elétricas com tensão até 35 kV inclusive tem um neutro isolado, acima de 35 kV- de castigo. Como tais redes elétricas possuem grande capacidade de fios em relação ao solo, é igualmente perigoso para uma pessoa tocar em seus fios de fase, independentemente do modo de operação do neutro da fonte de alimentação. Portanto, o modo de operação do neutro da tensão da rede acima de 1000 EM não selecionado por razões de segurança.