Проектирование систем абонентского доступа на основе технологии ADSL для Мичуринского регионального центра связи (стр. 10 из 12)

-порог ощущения — величина тока, при которой 99,9 % людей ощущают протекание тока ладонями рук (около 1 мА);

-порог отпускания — величина тока, при которой у 100 % людей не возникает эффект «приковывания жертвы» к месту прикосновения, т.е. любой, даже самый слабый человек, может самостоятельно оторваться от места прикосновения при протекании по конечностям и телу тока данной величины (до 6 мА);

-порог неотпускания — величина тока, при которой 100 % людей не могут самостоятельно оторваться от места прикосновения при протекании по конечностям и телу тока данной величины (более 22 мА);

-порог фибрилляции сердца и остановки дыхания — величина тока, при которой может возникнуть фибрилляция сердца и остановка дыхания, существенно зависит от продолжительности протекания тока; при длительном протекании тока может быть равна не-отпускающему току.

Протекание по телу человека токов промышленной частоты величиной выше ощущаемых (более 1 мА), вызванных напряжениями прикосновения в несколько вольт или десятков вольт, создает условия для поглощения этими токами меньших по уровню более чем в 30 раз (максимальные биотоки в организме человека до 0,03 мА) управляющих биотоков мозга. Этим объясняется эффект «приковывания» жертвы к месту прикосновения, когда головной мозг человека посылает биоэлектрический сигнал на отпускание конечности от места прикосновения, а осязательные и двигательные рецепторы не воспринимают сигнала из-за высокого уровня «помехи» в виде тока промышленной частоты, протекающего по телу человека и поглощающего биотоки нервных тканей.

Аналогичный механизм имеет электрическая травма, вызывающая фибрилляцию сердца или остановку дыхания.

Для восстановления работы практически здорового сердца необходима дефибрилляция — механическое или электрическое возбуждающее воздействие на сердечную мышцу для преодоления инерции покоя.

Таким образом, при случайном прикосновении уровень воздействия ЭМП на человека и исход электрической травмы зависят от следующих основных факторов:

-величины напряжения прикосновения и тока через тело человека;

-рода тока (постоянный или переменный) и частоты переменного тока;

-продолжительности протекания тока по телу человека (в практике нормирования напряжений прикосновения и токов рассматриваются случаи только кратковременного прикосновения до 10 с);

-пути протекания тока по телу человека (при нормировании напряжений прикосновения и токов принимаются только характерные или чаще всего возникающие случаи протекания тока по путям: ладонь-ладонь, ладонь-ступни, ладони-ступни, ступня-ступня);

-условий внешней среды (высокая влажность, наличие токопроводящей пыли, высокая температура воздуха и др.).

Величина тока в электрической цепи через тело человека определяется сопротивлением этой цепи и приложенным напряжением. Электрическое сопротивление тела человека с точки зрения электротехники — явление специфическое, нелинейное и зависящее от частоты переменного тока. Оно зависит от индивидуальных особенностей человека: веса, роста, состояния кожного покрова ладоней рук и ступней ног. Внутренние ткани организма имеют различное удельное электрическое сопротивление.

Большое значение имеет путь протекания тока. Схема замещения отражает только характерные пути, а при этом их названия (ладонь - ладонь, ступня - ступня и т.п.) более точны, чем в технической литературе (рука - рука, нога - нога и т.п.). Дело в том, что при рассмотрении электрической схемы замещения тела человека, изучаются не любые пути протекания тока, а только характерные. Воздействие электрического тока, например, на акупунктурные точки человеческого тела, слизистые оболочки, область головы может вызвать летальный исход при очень малых его значениях. Электрическая схема замещения в этом случае будет иметь особенности с точки зрения учета малой проводимости нервных клеток или специфики внутреннего сопротивления электрической цепи.

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийных режимах производственных электроустановок определены для путей тока через тело человека по путям: ладонь— ладонь (рука—рука) и ладонь—ступни (рука—ноги). В течение более 1 с (до 10 с) предельно допустимые токи соответствуют порогу отпускающего переменного тока и неболевого постоянного тока.

Для переменных токов во всех случаях указываются действующие значения, а для выпрямленных — амплитудные.

3.3 Средства защиты от поражения электрическим током

В целях электробезопасности и защиты от опасного воздействия ЭМП при случайных прикосновениях к токоведущим частям должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства защиты:

-защитное заземление;

-защитное зануление;

-выравнивание (в т.ч. уравнивание) потенциалов;

-малое напряжение;

-электрическое разделение сетей;

-защитное отключение;

-изоляция токоведущих частей от работника в широком смысле (электрическая изоляция: рабочая, дополнительная, усиленная, двойная; физическая изоляция: оградительные устройства, расположение на недоступных высоте и расстоянии);

-компенсация токов замыкания на землю;

-предупредительная сигнализация, защитная блокировка, знаки безопасности;

-средства защиты и предохранительные приспособления.
Нетоковедущие металлические части конструкций электрических машин и аппаратов (трансформаторов, выключателей, блоков питания, двигателей, генераторов, светильников и т.п.) могут оказаться под напряжением электрической установки при повреждении изоляции токоведущих частей и замыкании их на корпус. При этом прикосновение человека к корпусу так же опасно, как и прикосновение к токоведущим частям электроустановок.

Для защиты человека от поражения электрическим током в этих случаях применяются объективные технические средства защиты, которые независимо от воли и желания работника защищают его от возможных аварийных режимов работы. Одно из наиболее эффективных объективных технических средств защиты — защитное заземление.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством металлических частей электроустановки или оборудования с целью обеспечения электробезопасности.

Защитное заземление следует отличать от рабочего заземления. Рабочим (функциональным) заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки (например, нейтральные точки генераторов, трансформаторов, заземляющий вывод разрядника, рельсовые фидеры тяговых подстанций и т.п.). По рабочему заземлению постоянно или временно протекает ток рабочего режима электроустановки.

Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановок в нормальных и аварийных режимах и является элементом конструкции электроустановки.

3.4 Защитное заземление

3.4.1 Принцип действия и область применения защитного заземления

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на частях конструкции электроустановок или оборудования, доступных прикосновению, как правило, в режиме замыкания электрической установки на корпус при повреждении электрической изоляции. Для этого между корпусом электроустановки и проводящим пространством земли создается электрическое соединение с достаточно малым сопротивлением.

Если человек коснется корпуса, на который произошло короткое замыкание одной из фаз, образуется электрическая цепь от поврежденной фазы и корпуса на землю и далее к другим фазам через сопротивления изоляции неповрежденных проводов . При наличии защитного заземления ток замыкания проходит по двум параллельно включенным сопротивлениям: сопротивлению заземляющего устройства R и сопротивление человека R_h (рис.3.1). Токи в параллельных цепях распределяются обратно пропорционально электрическим сопротивлениям, поэтому при наличии малого электрического сопротивления заземляющего устройства (не выше 10 Ом) по сравнению с электрическим сопротивлением человеческого тела (сопротивление тела человека зависит от многих факторов, в качестве расчетного значения принимается величина R_h = 1000 Ом) часть тока, проходящая через тело человека, будет мала и безопасна для его здоровья.

3.4.2 Расчет защитного заземления

Для заземления оборудования используем заземляющее устройство, состоящее из соединительной полосы с приваренными к ней стержневыми электродами. Исходные данные для расчета защитного заземления поместим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные для расчета защитного заземления

Вид грунта	Чернозем
Удельное сопротивление грунта измереное ρ1, Ом м	45
Длина вертикального электрода L , м	3,00
Диаметр вертикального электрода d, м	0,12
Ширина соединительной полосы D, м	0,05
Заглубление n, м	0,8
Коэффициент сезонности φ	1,5
Отношение расстояния между электродами к длине электрода	3

1. На основании исходных данных определим предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства .В соответствии с требованиями ПУЭ в электроустановках напряжением до 1000 В R_з≤ 4 Ом.

2. Вычислим сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя, по формуле (3.1).

, (3.1)

где ρ – удельное сопротивление грунта,Ом

м ;