Напряжение шага и прикосновения

Поражение током возможно при прикосновении к заземленному корпусу электрооборудования, на которое произошло замыкание. В этом случае, когда человек касается одновременно корпуса, оказавшегося под напряжением, и земли, на которой стоит, он может оказаться под напряжением прикосновения U .

Напряжение прикосновения — разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Потенциалы на поверхности грунта при замыкании тока на корпус любого потребителя распределяются по гиперболической кривой. Напряжение прикосновения равно разности потенциалов корпуса электрооборудования и точек почвы, на которых находятся ноги человека. Чем дальше электродвигатель находится от заземлителя, тем под большее напряжение прикосновения человек попадает, и наоборот, чем ближе к заземлителю, тем меньше напряжение прикосновения U . За пределами зоны растекания тока напряжение прикосновения равно напряжению на корпусе оборудования относительно земли.

Рис. Схема прикосновения человека к заземленному оборудованию при напряжении прикосновения:

I-распределение потенциала на поверхности грунта в момент замыкания фазы на корпус; II — напряжение прикосновения U при изменении расстояния от заземлителя; 1,2,3 — корпуса электродвигателей

Напряжение прикосновения и величина тока, протекающего через организм человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки переменного тока частотой 50 Гц, не должны превышать соответственно 2 В и 0,3 мА.

Снизить напряжение прикосновения и силу тока можно за счет малого сопротивления системы защитного заземления или увеличения потенциала поверхности в зоне растекания тока на землю.

При наличии токопроводящих полов или грунта человек, находящийся недалеко от корпуса электрооборудования, на которое произошло замыкание тока, может оказаться под напряжением шага U Напряжение шага возникает вокруг места перехода тока от поврежденной электроустановки в землю.

Напряжение шага — напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

Характер распределения потенциалов на земной поверхности подчиняется гиперболическому закону.

На расстоянии 1 м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, на расстоянии 10 м снижение достигает 92%, а на расстоянии 20 м потенциал точек земли практически равен нулю. Такое распределение потенциалов объясняется тем, что вблизи заземлителя площадь проводника-земли малая, поэтому здесь земля оказывает большое сопротивление прохождению тока. По мере удаления от заземлителя сечение проводника-земли увеличивается, сопротивление его уменьшается, следовательно, и падение напряжения уменьшается. На расстоянии более 20 м от места замыкания тока земля практически не оказывает сопротивления прохождению тока.

Человек, находясь в зоне растекания тока, даже не прикасаясь к поврежденному оборудованию, может попасть под высокое напряжение.

Это происходит потому, что различные точки земли, которых касаются ноги человека, имеют различные потенциалы.

Из равенства следует, что напряжение шага зависит от тока замыкания, ширины шага, расстояния от человека до места замыкания тока на землю, а также от удельного сопротивления грунта. По мере удаления от места замыкания напряжение шага становится меньше.

Максимальное значение будет, когда человек одной ногой стоит на участке земли в точке замыкания тока на землю, а другой — на расстоянии шага от этой точки. Минимальное значение соответствует случаю, когда человек стоит на точках с одинаковыми потенциалами, тесно сомкнув ноги. В этом случае = 0.

Напряжение шага является причиной частой гибели людей и крупных животных (коров, лошадей). При обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещается приближение к месту повреждения на расстояние ближе 4 м в помещениях и ближе 10 м — на открытых площадках.

Следует отметить, что характер зависимости напряжения шага от расстояния между человеком и заземлителем противоположен той же зависимости напряжения прикосновения, которое увеличивается с увеличением расстояния.

Без учета дополнительных сопротивлений в электрической цепи человека максимальное напряжение шага меньше напряжения прикосновения. Однако поражение людей при воздействии напряжения шага объясняется тем, что под действием тока в ногах возникают судороги и человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные органы — легкие и сердце, что приводит к параличу их деятельности.

Оказавшись в зоне напряжения шага, выходить из нее следует небольшими шагами (гусиными скользящими шагами) в сторону, противоположную месту предполагаемого замыкания на землю и, в частности, лежащего на земле провода.

05. Напряжение прикосновения. Напряжение шага. – ОБЖ.ру

В. Прикосновение к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением.

Указанные части электроустановок (корпуса, оболочки, кабеля) могут оказаться под напряжением лишь случайно в результате повреждения изоляции. При случайном касании этих частей человек будет находиться под воздействием напряжения прикосновения.

Напряжение прикосновения — это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек (ГОСТ 12. 1. 009-76). При прикосновении человека к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, часть тока замыкания на землю проходит через человека, а если корпус не заземлен, то через человека проходит весь ток замыкания на землю (однополюсное прикосновение).

Величина напряжения прикосновения для человека, стоящего на грунте и коснувшегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса может быть определена как разность потенциалов руки (корпуса) и ноги (грунта) с учетом коэффициентов:

a1 — учитывающего форму заземлителя и расстояния от него до точки, на которой стоит человек;

a2 — учитывающего дополнительное сопротивление цепи человека (одежда, обувь) Uпр = Uзa1a2 ,

а ток, проходящий через человека

Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.

Г. Включение на напряжение шага.

Напряжением шага (шаговым напряжением) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12. 1. 009-76).

где b1 — коэффициент, учитывающий форму заземлителя;

b2 — коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление в цепи человека (обувь, одежда).

Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой — на расстоянии шага от него. Если человек находится вне поля растекания на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю.

Необходимо иметь в виду, что максимальные значения a1 и a2 больше таковых соответственно b1 и b2 , поэтому шаговое напряжение значительно меньше напряжения прикосновения. Кроме того, путь тока “нога-нога” менее опасен чем путь “рука-рука”. Однако имеется много случаев поражения людей при воздействии шагового напряжения, что объясняется тем, что при воздействии шагового напряжения в ногах возникают судороги и человек падает. После падения человека цепь тока замыкается через другие участки тела, а также человек может замкнуть точки с большими потенциалами.

Пример.

По территории завода был проложен временный гибкий кабель. Кабель лежал на пути перемещения ручной тележки, поэтому в этом месте он был прикрыт железным листом, при перемещении груженой тележки кабель был поврежден и одна из его жил была в соприкосновении с листом. В результате вокруг листа возникло шаговое напряжение.

Двое рабочих, толкавших тележку, получили электрический удар, от которого один упал, а второй с криком отскочил от тележки. Оба отделались испугом. Третий рабочий, шедший рядом и не касавшийся тележки, получил удар от шагового напряжения. Вначале он стал медленно приседать и затем, скорчившись, упал и умер.

02.05.2013 23:36

181. Напряжение прикосновения и шага. Причины возникновения, опасность и пути снижения.

  Напряжение прикосновения U_пр (В) есть напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или, иначе говоря, падение напряжения в сопротивлении тела человека R_h (Ом):

U_пр = I_h R_h,

где I_h – ток, проходящий через тело человека по пути «рука – ноги», А.

Напряжение прикосновения характеризуется отрезком АВ и зависит от формы потенциальной кривой и расстояния

х между человеком, прикасающимся к заземленному оборудованию, и заземлителем: чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше U_пр, и наоборот. Так, при расстоянии х = ∞, а практически при х = 20 м (точка 1 на рис. 9.2) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение: U_пр=φ_з; при этом α=1. Это наиболее опасный случай прикосновения. При наименьшем значении х, когда человек стоит непосредственно на заземлителе (точка 2 на рис. 9.2), U_пр = 0 и α = 0.

 

Р и с. 9.2. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе:

I — потенциальная кривая; II — кривая, характеризующая изменение
напряжения прикосновения  U_np при изменении расстояния от заземлителя х

Напряжение шага U_ш (B) есть напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. При этом длина шага α принимается равной 0,8 м.

Напряжение шага представляет собой также падение напряжения в сопротивлении тела человека  R_h (Ом):

U_ш = I_h R_h ,

где I_h – ток, проходящий через человека по пути «нога – нога», А.

Напряжение шага ориентировочно определяется отрезком АВ (рис. 9.3), длина которого зависит от формы потенциальной кривой, т. е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя. Максимальные значения U_ш и β будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, т. е. когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой – на расстоянии шага от него.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р и с. 9.3. Напряжение шага при одиночном заземлителе

Наименьшие значения U_ш и β будут при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т. е. дальше 20 м. В этом месте U_ш ≈ 0 и β ≈ 0.

В начало

ПУЭ, глава 1.7: терминология, часть 3: y_kharechko — LiveJournal

Продолжение. Начало см. https://y-kharechko.livejournal.com/62558.html , https://y-kharechko.livejournal.com/62764.html .

ПУЭ: «1.7.22. Замыкание на землю − случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей».
Представленное определение справедливо только для наружных электроустановок, например – воздушных линий электропередачи, в которых возможно прямое замыкание на землю частей, находящихся под напряжением. В закрытых электроустановках, например – в электроустановках зданий, прямого замыкания на землю частей, находящихся под напряжением не происходит. При повреждении основной изоляции опасной части, находящейся под напряжением, электрооборудования класса I происходит её замыкание на открытую проводящую часть. Часть, находящаяся под напряжением, может также замкнуться на защитный проводник или стороннюю проводящую часть.
В главе 1.7 следует использовать определение рассматриваемого термина из п. 20.16 ГОСТ 30331.1 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/4077.html , http://y-kharechko.livejournal.com/7044.html ):
«замыкание на землю: Возникновение случайного проводящего пути между частью, находящейся под напряжением, и Землёй или открытой проводящей частью, или сторонней проводящей частью, или защитным проводником».

ПУЭ: «1.7.23. Напряжение на заземляющем устройстве − напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала».
Определение термина в п. 1.7.23 сформулировано некорректно.
Во-первых, в нём указана какая-то точка ввода тока в заземлитель, которая не определена в ПУЭ.
Во-вторых, из рассмотрения изъяты два элемента заземляющего устройства – заземляющий проводник и главная заземляющая шина. Однако практический интерес представляет напряжение на главной заземляющей шине, когда через заземляющее устройство в локальную землю протекает ток замыкания на землю.
В главе 1.7 рассматриваемый термин необходимо определить следующим образом:
напряжение на заземляющем устройстве: Напряжение между главной заземляющей шиной и эталонной землёй, возникающее при протекании электрического тока из заземлителя в землю.

ПУЭ: «1.7.24. Напряжение прикосновения − напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.
Ожидаемое напряжение прикосновения − напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается».
В стандарте МЭК 60050-195 определены следующие термины:
(эффективное) напряжение прикосновения: напряжение между проводящими частями, когда их одновременно касается человек или животное.
Примечание − На значение эффективного напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление человека или животного в электрическом контакте с этими проводящими частями;
ожидаемое напряжение прикосновения: напряжение между одновременно доступными проводящими частями, когда этих проводящих частей не касается человек или животное.
Определения рассматриваемых терминов в главе 1.7 следует привести в соответствие с определениями в стандарте МЭК 60050-195. При этом из названия первого термина и примечания к его определению целесообразно исключить слово «эффективное»:
напряжение прикосновения: Напряжение между проводящими частями при одновременном прикосновении к ним человека или животного.
Примечание – На значение напряжения прикосновения может существенно влиять полное сопротивление тела человека или животного, находящегося в электрическом контакте с этими проводящими частями;
ожидаемое напряжение прикосновения: Напряжение между доступными одновременному прикосновению проводящими частями, когда человек или животное к ним не прикасаются.

ПУЭ: «1.7.25. Напряжение шага − напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека».
Это определение соответствует определению термина «шаговое напряжение» в стандарте МЭК 60050-195. Его можно использовать в главе 1.7 без изменений. При этом рассматриваемый термин следует поименовать шаговым напряжением.

ПУЭ: «1.7.26. Сопротивление заземляющего устройства − отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю».
В определении этого термина нет ошибок. Поэтому его можно применять главе 1.7.

ПУЭ: «1.7.27. Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой − удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.
Термин удельное сопротивление, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление».
В названии и определении рассматриваемого термина слово «земля» целесообразно заменить словом «грунт», поскольку в нормативной и справочной документации приводят значения удельного сопротивления для различных видов грунта: песка, глины, известняка и др. Такие значения, например, указаны в п. D.2 «Удельное сопротивление грунта» ГОСТ Р 50571.5.54 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/729.html ).

ПУЭ: «1.7.28. Заземление − преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством».
Процитированное определение имеет недостатки.
Во-первых, в электрических сетях и установках, а также в электрооборудовании заземляют проводящие части, а не какие-то точки.
Во-вторых, это определение не согласовано со следующим определением термина «заземлять» в стандарте МЭК 60050‑195: выполнять электрическое соединение между данной точкой в системе или в установке, или в оборудовании и локальной землёй. В примечании к определению термина разъяснено: присоединение к локальной земле может быть: преднамеренным или непреднамеренным или случайным и может быть постоянным или временным.
В определении стандарта МЭК 60050‑195 вместо точки следует указать проводящую часть. Это также позволит исключить из определения перечисление объектов без ухудшения его качества.
В главе 1.7 следует использовать термин из п. 20.11 ГОСТ 30331.1, лишённый указанных недостатков:
«заземление: Выполнение электрического присоединения проводящих частей к локальной земле.
Примечание – Присоединение к локальной земле может быть:
— преднамеренным;
— непреднамеренным или случайным;
— постоянным или временным».

ПУЭ: «1.7.29. Защитное заземление − заземление, выполняемое в целях электробезопасности».
Этот термин определён в стандарте МЭК 60050‑195 иначе: заземление точки или точек в системе или в установке, или в оборудовании для целей безопасности. Поскольку определение имеет недостатки, указанные выше, его нельзя рекомендовать для применения в ПУЭ.
В главе 1.7 целесообразно использовать определение рассматриваемого термина, заимствованное из п. 20.20 ГОСТ 30331.1:
«защитное заземление: Заземление, выполняемое с целью обеспечения электрической безопасности».

ПУЭ: «1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление − заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности)».
Представленное определение содержит недостатки.
Во-первых, в нём использован устаревший термин «токоведущая часть».
Во-вторых, для обеспечения нормального оперирования электрооборудования не всегда требуется заземление его частей, находящихся под напряжением. Часто заземляют проводящие части электрооборудования, которые являются экранами, предназначенными для снижения влияния электромагнитных полей на его чувствительные элементы, а также для защиты человека и животных от электромагнитного излучения. Поэтому в рассматриваемом определении вместо частного термина «токоведущая часть» следовало использовать общий термин «проводящая часть».
Во-третьих, заземляют не точки, а проводящие части.
В-четвёртых, только второе название рассматриваемого термина − «функциональное заземление» соответствует наименованию термина в стандарте МЭК 60050‑195, в котором он определён так: заземление точки или точек в системе или в установке, или в оборудовании для целей иных, чем электрическая безопасность. Однако это определение имеет недостатки, указанные выше. Поэтому его нельзя рекомендовать для применения в ПУЭ.
В главе 1.7 целесообразно использовать определение рассматриваемого термина, заимствованное из п. 20.93 ГОСТ 30331.1:
«функциональное заземление: Заземление, выполняемое по условиям функционирования не в целях электрической безопасности».

ПУЭ: «1.7.31. Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ − преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности».
В процитированном определении допущены грубые ошибки, поскольку в нём упомянуты однофазный ток и трёхфазный ток, которых не существует.
Рассматриваемый термин не применяют в документах МЭК. В них используют термин «защитное заземление», которым обозначают соединение открытых проводящих частей с защитными проводниками, имеющими в системах TN-C, TN-S, TN-С-S электрический контакт с заземлёнными частями источников питания, находящимися под напряжением.
Термин «защитное зануление» следует исключить из ПУЭ и другой национальной нормативной документации. В главе 1.7 необходимо надлежащим образом определить типы заземления системы TN-C, TN-S, TN-С-S (см. https://y-kharechko.livejournal.com/62252.html ), посредством которых более точно идентифицируют присоединение открытых проводящих частей низковольтной электроустановки к заземлённой части источника питания, находящейся под напряжением.

ПУЭ: «1.7.32. Уравнивание потенциалов − электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.
Защитное уравнивание потенциалов − уравнивание потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.
Термин уравнивание потенциалов, используемый в главе, следует понимать как защитное уравнивание потенциалов».
В стандарте МЭК 60050‑195 термин «уравнивание потенциалов» определён иначе: обеспечение электрических соединений между проводящими частями, предназначенное достичь эквипотенциальности.
В главе 1.7 этот термин целесообразно определить так же, как в п. 3.16 ГОСТ IEC 61140:
«уравнивание потенциалов: Выполнение электрических соединений между проводящими частями, для обеспечения эквипотенциальности.
Примечание – Эффективность уравнивания потенциалов может зависеть от частоты электрического тока в соединениях».
Термин «защитное уравнивание потенциалов» целесообразно определить в главе 1.7 так же, как он определён в п. 20.21 ГОСТ 30331.1:
«защитное уравнивание потенциалов: Уравнивание потенциалов, выполняемое с целью обеспечения электрической безопасности».
В главу 1.7 следует включить исходный термин «эквипотенциальность» из п. 20.95 ГОСТ 30331.1:
«эквипотенциальность: Состояние, при котором проводящие части находятся под практически равными электрическими потенциалами».

ПУЭ: «1.7.33. Выравнивание потенциалов − снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли».
Выравнивание потенциалов является уравниванием потенциалов, выполняемым на поверхности, по которой перемещаться люди и животные. Поэтому рассматриваемый термин целесообразно определить в главе 1.7 кратко:
выравнивание потенциалов: Уравнивание потенциалов, выполняемое на поверхности земли или пола.

Продолжение см. https://y-kharechko.livejournal.com/63382.html , https://y-kharechko.livejournal.com/63605.html .

ЧП «Одисервисплюс» — Напряжение прикосновения

Испытания шагового напряжения — основной вид проверки для обеспечения безопасности на любом объекте. В частности, электробезопасность на животноводческих фермах, поскольку именно крупный рогатый скот наиболее подвержен опасности. Данный вид исследований проводится в обязательном порядке. Из-за того, что напряжение зависит от ширины шага и пропускной способности тока в грунте, следует соблюдать ряд правил, которые помогут избежать ситуаций, когда поражение электрическим током будет критическим:

·         Покинуть угол риска;

·         Находясь в зоне риска не делать больших шагов.

Чтобы избежать случаев требуется проверка объекта на наличие напряжения .

Измерения напряжения  проводятся лабораториями в соответствии со всеми требованиями по безопасности на специальном оборудовании. Своевременный контроль и испытания помогут вам избежать вредного воздействия на живых организаторов. Физическое тело, находящееся в зоне риска, связано с воздействием электрического тока и влечет за собой необратимые последствия:

·         Вызывает судорожные сокращения мышц;

·         Провоцирует электрические ожоги;

·         Способствует металлизации кожи;

·         Развивает электроофтальмию;

·         Вызывает механические повреждения в организме.

Измерение напряжения и испытание шага напряжения необходимы в коровниках и свинарниках на животноводческих фермах. Таким образом, напольное покрытие является отличным проводником тока. Вследствие этого может произойти гибель скота. Расстояние между передними и задними конечностями у крупных животных достаточно большое. Это, соответственно, увеличивает напряжение и приводит к самым необратимым последствиям. Ток имеет свойство проходить через весь живой организм, вызывать раздражающее действие по всему пути.

Таким образом, при испытании напряжения , а также обезопасить объект от пошагового напряжения.

HydroMuseum – Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения. Напряжением прикосновения называется величина, соответствующая разности потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.

При пробое изоляции сети на заземленный корпус электроустановки он окажется под потенциалом φ_к, равным потенциалу заземлителя φ₃, а не напряжению сети. В результате стекания тока с заземлителя вблизи его (например, на расстоянии х) поверхность земли (точка А) также будет находиться под каким-то потенциалом φ_А = I₃ρ/(2πx). Если точки поверхности земли находятся вне зоны растекания тока, то напряжение корпуса электроустановки относительно этих точек называют напряжением относительно земли.

Однако о человеке, который рукой коснется корпуса электроустановки, а ногами будет стоять в точке А на поверхности земли, нельзя сказать, что он попадет под напряжение прикосновения, равное φ₃ — φ_А=U₃α₁. (Здесь α_{1— коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения на поверхности земли при растекании тока.) Как правило, этот человек окажется под напряжением прикосновения Uпр< φ3—φа, поскольку одновременно с ним в электрическую цепь дополнительно включается сопротивление обуви и сопротивление растеканию тока с ног человека в землю. Падение напряжения в дополнительных сопротивлениях учитывается обычно специальным коэффициентом α2. Тогда Uпр = (φа — φА)α2. Только при наиболее неблагоприятных условиях, когда обеспечивается хороший контакт человека с токоведущими частями, т. е. отсутствуют дополнительные сопротивления (обуви, растеканию с ног, пола), разность потенциалов φ3 — φаможно считать равной напряжению прикосновения Uпр.}

Напряжение прикосновения при прочих равных условиях по мере удаления от места замыкания возрастает. Как видно из рис. 1, U’_пр >U»_пр >U»’_пр.

Рис. 1. Напряжение прикосновения и шага

Зная допустимые токи I_д для различной длительности воздействия и сопротивление тела человека R_ч, можно определить допустимое напряжение прикосновения U_пр.д:

U_пр.д= I_д R_ч.

Под допустимым значением напряжения прикосновения на теле человека понимают наибольшее действующее значение напряжения, которое может быть приложено определенное время к телу человека между рукой и ногами, т. е. падение напряжения на теле человека при протекании через него допустимого тока.

Напряжение прикосновения — Справочник химика 21

    Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус . Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, при однофазном замыкании на него, а также выравниванием разности потенциалов между основанием, на котором стоит человек, и корпусом заземленного оборудования. Область применения защитного заземления — трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали (рис. 12.5), [c.160]

    Сила тока, проходящего через человека /ч (в А), и напряжение прикосновения Упр (в В) для первого случая (рис. 12.1, а) определяются по формулам [c.153]

    Напряжение прикосновения ( Ущ) определяется как разность потенциала между точками Д и В [c.156]

    При приближении к заземленному токоприемнику напряжение шага возрастает. В пределе напряжение шага достигает значения напряжения прикосновения. [c.41]

    Как видно из графика, напряжение прикосновения зависит от расстояния между двумя точками цепи, к-которым может одновременно прикоснуться человек. [c.40]

    Если контур заземления выполнен правильно, то напряжение прикосновения и шага не превышает 5—8 В, что меньше условно безопасного значения (10 В). [c.42]

    При расчете отдельных элементов катодной защиты необходимо предусматривать шаговые напряжения в районе анодных заземлителей до 12 В, напряжение прикосновения до 12 В. При более высоких напряжениях, необходимых исходя из расчетных токов защиты, следует принимать конструктивные меры, предотвращающие возможность прикосновения к анодным заземлителям, проникновение людей и животных на территорию с анодными заземлителями. Номинальные напряжения источников тока катодных установок не должны превы-152 [c.152]

    Опасность прикосновения человека к неизолированным токоведущим частям определяется значением тока, проходящего через его тело, т. е. напряжением прикосновения и сопротивлением электрической цепи человека. В условиях технологических цехов напряжение прикосновения зависит от напряжения сети, ее схемы, режима нейтрали, схемы включения человека в цепь, степени изоляции токоведущих частей от земли. В сопротивление электрической цепи человека входят сопротивление тела человека, сопротивление обуви, пола или грунта, на котором он стоит. При любом однофазном включении человека в цепь он касается пола или грунта, поэтому сопротивление опорной поверхности существенно влияет на значение тока, проходящего через человека. Вместе с тем в процессе эксплуатации оборудования нельзя полностью рассчитывать на защитные свойства опорных поверхностей, которые в случае повреждений могут потерять электрическое сопротивление, весьма высокое в нормальном состоянии. [c.574]

    Допустимые напряжения прикосновения приняты такими же, как и на электрифицированных железных дорогах. [c.184]

    Для безопасности людей имеет значение напряжение прикосновения, а не полное падение напряжения относительно земли. [c.40]

    В ходе строительства и эксплуатации трубопроводов безопасность будет обеспечена, если при длительных режимах работы (нормальных и вынужденных), а также при коротком замыкании на тяговой сети напряжение прикосновения не превысит допустимых значений. Эти значения, приведенные ниже, согласуются с правилами технической эксплуатации предприятий при эксплуатации линий электропередачи напряжением более 1000 Б. [c.184]

    Безопасность при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов будет обеспечена, если при длительных режимах работы (нормальных и вынужденных), а также при коротких замыканиях на тяговой сети напряжение прикосновения и шага не превышает допустимых величин  [c.251]

    При строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов допустимые напряжения прикосновения приняты такими же, как и на электрифицированных железных дорогах. [c.251]

    Для оценки характера изменения напряжения прикосновения 11в вдоль трубопровода могут быть использованы кривые на рис. 23.10 и 23.11. [c.435]

    Из сказанного понятно, почему не рекомендуется применять вблизи электроустановок удлиненные металлические предметы, ломики, трубы и т. д. Это равносильно значительному удлинению руки, создающему вероятность прикосновения человека к заземленному корпусу токоприемника, хотя он и находится на большом расстоянии от него, в точке Лз. Напряжение прикосновения возрастает, так как потенциал точки п.2 более низок и достигает величины Упр- Отсюда ясна необходимость принятия специальных мер предосторожности при применении удлиненных металлических предметов вблизи электроустановок. [c.40]

    Обычно заземляющее устройство представляет собой сложное соединение отдельных заземлителей (электродов) и соединительных полос, Это способствует, как бы—ло указано ранее, уменьшению напряжения прикосновения и шага. [c.43]

    Исследования показывают, что при больших токах замыкания на землю и применении одноэлектродного заземлителя напряжения прикосновения и шага в предельном случае достигают достаточно большой величины (более 10 В). В некоторых случаях это может привести к электротравме. [c.41]

    Для уменьшения напряжения прикосновения и шага до безусловно безопасных величин необходимо, чтобы потенциальная кривая была как можно более пологой, т. е. нужно уменьшить разность потенциалов и выравнять потенциалы, возникающие на поверхности земли вблизи заземлителей при замыкании на землю. Выравнивание потенциалов лучше всего обеспечивается устройством сложных заземлителей в виде замкнутого контура, охватывающего всю территорию защищаемой электроустановки. [c.41]

    Электрическое отсоединение стальных труб высоковольтных кабелей от всех других металлических сооружений, находящихся в контакте с землей, обеспечивается тем, что кабельные концевые муфты выполняются изолированными по отношению к заземлению станции. Чтобы исключить возможность недопустимо высоких напряжений прикосновения при неполадках в электрической сети, кабельные концевые муфты должны быть соединены с заземлением станции через специальные разъединительные устройства. Свойства таких устройств более подробно описаны в работе [5]. [c.307]

    Рентгеновские аппараты работают при высоком напряжении. Прикосновение к частям, находящимся под высоким напряжением, крайне опасно. Поэтому соблюдение мер безопасности играет в данном случае чрезвычайно важную роль. [c.368]

    Разъединительные (разделительные) устройства, во-первых, предотвращают возникновение недопустимо высоких напряжений прикосновения при неполадках в сети, а во-вторых, обеспечивают эффективность действия катодной защиты. Величина допустимого напряжения прикосновения зависит от времени, за которое удается отключить сеть при возникновении неполадок [2]. В сетях с компенсацией замыкания на землЮ это напряжение обычно составляет 65 В. Детали разъединительных устройств не должны разрушаться ни током короткого замыкания на зем- [c.307]

    Измерения напряжений прикосновения на уложенных трубопроводах с образовавшимися впоследствии небольшими токами короткого замыкания на землю (порядка нескольких сот ампер) дают при линейном пересчете на возможные большие токи короткого замыкания, как и при описанном выше расчете, существенно завышенные значения, поскольку зависимость сопротивления изоляционного покрытия или заземления трубопровода от величины напряжения тоже остается неучтенной. [c.436]

    На работающей высоковольтной линии электропередачи эффективную продольную напряженность поля Ев можно измерить при помощи изолированной проволоки, проложенной на расстоянии а ог проводов (в соответствии с трассой трубопровода). Проволока должна иметь длину I, равную расстоянию между мачтами (соседними опорами) или кратную этому расстоянию. На одном конце эту проволоку соединя-тат к стержневому электроду (пике), погруженному в грунт, а на другом конце при помощи достаточно высокоомного прибора измеряют напряжение и по отношению к другому стержневому электроду, тоже погруженному в грунт. Получающееся значение Ев =И11 относится к рабочему току 1в, текущему в момент измерения. При линейном пересчете на максимально возможный рабочий ток и подстановке этого значения в уравнения (23.1) — (23.3) получаются примерно фактически ожидавшиеся значения ив и 1/л , поскольку зависимость сопротивления изоляции трубопровода от напряжения при величине напряжения до нескольких сотен вольт еще ощутимо не проявляется и поскольку напряжение прикосновения ив согласно разделу 23.3.5 не должно превышать 65 В. [c.437]

    Дополнительными называются такие защитные средства, которые са. т по себе не могут при данном напряжении обеспечить безопасность от поражения током. Они являются дополнительной к основным средствам мерой защиты, а также служат для защиты от напряжения прикосновения, шагового напряжения и дополнительным защитным средством для защиты от воздействия электрической дуги и продуктов ее горения. [c.154]

    Для расчета напряжения прикосновения li/al и тока в трубопроводе 1п здесь применяются характерные параметры трубопроводов по рис. 23.13—23.16. Значения с этих рисунков могут быть подставлены и в формулу (23.8) таким образом, кривые на рис. 23.5 могут быть использованы и для оценки влияния, оказываемого токами с частотой 16 /з Гц. [c.439]

    Омическое сопротивление (резистор 7) представляет собой простое и надежное разъединительное устройство (см. рис. 15.1,6). При низкоомных резисторах (с сопротивлением около 0,01 Ом) даже при больших токах короткого замыкания на землю не возникает недопустимых напряжений прикосновения. Такие устройства применяют предпочтительно в системах электропередач с непосредствеиным заземлением. При времени отключения до 0,5 с для токов короткого замыкания на землю примерно до 15 кА нет оснований ожидать появления недопустимых напряжений прикосновения [2]. Величина этого напряжения, равная произведению 0,01 ОмХ 15 кА=150 В, не превышает допустимого значения. Резисторы должны быть рассчитаны на соответствующую тепловую и динамическую нагрузку. [c.309]

    Напряжение прикосновения /пр (рис. 13)—это разность потенциалов между точкой П1 поверхности земли, где стоит человек, и заземленным корпусом токоприем- [c.40]

    Почти на всех железных дорогах ФРГ с тягой на постоянном токе положительный полюс преобразовательных тяговых подстанций соединен с контактным проводом или с токоведущим (третьим) рельсом, а отрицательный полюс —с ходовыми рельсами. Такая полярность считается обязательной [9]. Предлагавшаяся ранее система с тремя проводами и переключением полярности по участкам не оправдала себя. Соединение плюсового полюса с ходовыми рельсами технически возможно и прежде при использовании ртутных выпрямителей было даже целесообразным по соображениям защиты от прикосновения (для снижения напряжения прикосновения), но вызывало трудности при осуществлении мероприятий по защите от коррозии типа дренажа или усиленного дренажа блуждающих токов. Поэтому следует рекомендовать всегда соединять минусовой полюс с ходовыми рельсами. [c.319]

    Зануление в схемах с глухим заземлением нейтрали является основной мерой обеспечения безопасности от действия электрического тока при замыкании токоведущей шнны на металлическую оболочку электрооборудования и возникновении напряжения прикосновения и шага. На рис. 17 показана схема соединения корпусов электрооборудования с нулевым проводом при заземленной нейтрали. [c.52]

    В сетях с низкоомным заземлением нейтральной точки (звезды) ввиду малости времени отклонения даже при потенциале мачты порядка несколько сот вольт обычно нет оснований ожидать опасных напряжений прикосновения к трубопроводу, если расстояние между трубопроводом и основанием мачты превышает 10 м. Однако при особо высоком потенциале мачт может потребоваться регламентация большего расстояния или же нужно будет проводить защитные мероприятия [c.427]

    Для предотвращения недопустимо высоких напряжений прикосновения [1, 2] металлические оболочки силовых кабелей на трансформаторных и коммутационных подстанциях и в распределительных сетях соединяют с низкоомньши заземлениями. Это значительно повышает опасность коррозии и затрудняет защиту от нее по следующим причинам  [c.306]

    Напряжения прикосновения к трубопроводу на заводской территории и за ее пределами не должны превышать допускаемых значений по ВШ 57141 и УОЕ 0141/7.76 [7] при длительном воздействии (т. е. не менее 3 с) должно быть /в 65 В, а при кратковременном воздействии в зависимости от времени отключения 1 оно может быть более высоким, например при =0,2 и /=0,1 с соответственно не более 370 и 740 В. Если эти значения выдержать не удается, необходимы дополнительные мероприятия, например ношение изолирующей обуви или пользование защитными изолирующими подкладками. Особенно опасны условия, когда имеется возможность одновременного прикосновения к трубопроводу и к какому-либо заземлителю или заземленной части установки. При расстояниях менее 2 м во время проведения работ на трубопроводе заземлитель или заземленная часть установки должны быть закрыты электрически изолирующими полотнищами или плитами. [c.429]

    За пределами участка параллельного прохождения обоих сооружений напряжение прикосновения и ток в трубопроводе [/д] убывают по экспоненциальному закону  [c.431]

    При обслуживании и ремонте электрических устройств бывает необходимо обнаружить, имеется ли на них напряжение. Для этой цели применяются указатели напряжения. Для напряжений до 220 В указателем является контрольная лампа, заключенная в изолирующий футляр с проводами, на концах которых имеются изолированные ручки с контактами. Указатель для высоких напряжений представляет собой длинную бакелитовую трубку с неоновой лампой — на конце, зажигающейся в электрическом поле даже без прикосновения к оборудоваию, находящемуся под напряжением. Само собой разумеется, что проверять наличие напряжения прикосновением руки категорически запрещается. [c.228]

    Все последующие расчеты могут быть выполнены по формулам, приведенным в разделе 23.3.1. При этом следует учитывать, что высокое напряжение прикосновения может возникнуть только в течение короткого времени (нескольких десятых долей секунды), пока не произойдет аварийное ускоренное отключение высоковольтной воздушной линии. Кроме того, расчеты дают существенно завыш ге -значения, поскольку в них не учитывается зависимость сопротИ Л Йя заземления трубопровода от величины напряжения. В случае трубопроводов с битумной изоляцией можно исходить из того, что получается естественное ограничение напряясения и более высокие напряжения прикосновения, чем 1200 (или в крайнем случае 1500) В невозможны даже и при неблагоприятных условиях (большая длина участка параллельного прохождения высоковольтной линии и трубопровода при малом расстоянии между ними и большие токи короткого замыкания на землю). Естественное ограничение напряжения может ожидаться и на трубопроводах с полимерной изоляцией. Однако здесь возможные напряжения прикосновения выше и при большом удельном электросопротивлении изоляции могут достигать нескольких киловольт. [c.436]

    Продолжительность нескольких одновременных замыканий на зем-ЛЮ должна быть надежно ограничена до минимума. Если заземление какого-либо проводника или какой-либо части установки, относящихся к цепи рабочего тока, необходимо по эксплуатационным соображениям или для предотвращения слишком высоких напряжений прикосновения, то установку следует заземлять только в одном месте. Поэтому в сетях постоянного тока зануление как защитное мероприятие по VDE0100, 10 N [7] не может быть применено. [c.315]

    Вследствие непрерывного увеличения интенсивности транспортных потоков в крупных городах осуществляют перевод общественного транспорта на второй горизонт . В городах расширяют существующие и строят новые линии метрополитена, а также сооружают туннели для обычного трамвая. Объединение предприятий общественного транспорта VOV и Рабочая группа DVGW/VDE по вопросам коррозии (AfK) в тесном сотрудничестве выработали рекомендации по уменьшению опасности коррозии блуждающими токами от электрифицированных железных дорог, которые были опубликованы [12] и включены в нормаль VDE 0115 [8]. При этом мероприятия по борьбе с коррозией не должны были нарушать эффективность мероприятий по предотвращению недопустимо высоких напряжений прикосновения. В 49 нормали VDE 0115 а/6.75 [8] для всех туннельных сооружений со стенками из железобетона, из стали или чугунного литья или комбинированными из стали и железобетона, например в случае стальных шпунтовых стенок и стальных тюбингов, регламентированы следующие требования  [c.325]

    На рис. 23.4 показана принципиальная схема воронки напряжения около мачты воздушной высоковольтной линии. В случае неисправности на мачте или поблизости от нее часть тока /дг замыкания на землю течет по мачте через сопротивление заземлителя Ям в грунт. Мачта при этом приобретает потенциал им=1мЯм по отношению к далекой земле. Значения 11м могут быть весьма различными и определяются энергоснабжающим предприятием. Трубопровод с изоляцией из битума или полимерного материала, расположенный на расстоянии х от мачты, имеет потенциал далекой земли. Окружающий грунт в этом месте имеет потенциал 1 х- При прикосновении к трубопроводу человека, например при ремонтных работах, разность этих потенциалов может проявиться как контактное напряжение (напряжение прикосновения). [c.427]

    Если происходит длительное или только кратковременное (при замыкании на землю) соединение с заземлителями, то потенциал заземлителей передается как напряжение прикосновения на трубопровод и распространяется далее. С увеличением расстояния напряжение прикосновения убывает более или менее быстро в зависимости от характеристик трубопровода. Закон изменения идентичен наблюдаемому для напряжения прикосновения иа за пределами зоны сближения при индуктивном воздействии (см. ниже рие. 23.11) при этом для ивта.% следует принимать потенциал заземлителя. Обычно трубопровод имеет катодную защиту в таком случае он электрически изолирован от заземлителей при помощи изолирующего фланца на границе заводской территории яли поблизости от ввода в здание. В первом случае трубопровод может быть соединен на заводской территории с заземлительной системой. Распространение напряжения наружу ввиду наличия изолирующего фланца невозможно. Во втором случае могут потребоваться дополнительные мероприятия для предотвращения случайных соединений с системой заземлителей или с заземленными частями установки и для недопущения слищком высоких напряжений прикосновения на заводской территории. [c.429]

    Оценка допустимой длины участка параллельного расположения для определенного заданного максимального напряжения прикосновения i/smaxl может быть сделана по рис. 23.17. Дополнительные подробности имеются в литературе [15]. Диаграмма относится к кратковременному и длительному воздействию с получающимися значениями I fJs шах I и соответствующими значениями продольной напряженности поля Ев или Ек- [c.440]

---

Понимание возможности шагов и касания — Предотвращение инцидентов

Приближается сезон летних штормов, и вместе с ними приходят оборванные провода, сломанные столбы, деревья и ветви, которые иногда соприкасаются с находящимися под напряжением воздушными проводниками. Эта задняя дверь покрывает некоторые из основных опасностей при работе с обесточенными проводниками под напряжением или рядом с ними, а также невидимую опасность ступенчатого и касательного потенциала.

Что такое потенциал шага и касания?
Чтобы понять потенциал шага и касания, нам сначала нужно понять, как энергия рассеивается через проводящие объекты.В условиях обрыва полюса или обрыва провода существуют действительно хорошие проводники, которые обеспечивают путь к земле, включая металлические ограждения, влажную почву и лужи. Существуют и другие проводники, которые могут быть не такими хорошими, но все же позволяют току проходить на землю, например, деревья, деревянные заборы и опоры. Древесина обычно рассматривается как изолятор, но мокрая древесина будет проводить электрический ток.

Когда находящийся под напряжением провод падает через сетчатый забор или прямо на землю, объект и непосредственная область находятся под напряжением, создавая зону высокого напряжения по отношению к земле.Фактическое напряжение зависит от источника, сопротивления объекта и условий почвы, включая материал и влажность.

Рассеяние напряжения от заземленного проводника — или от заземленного конца заземленного объекта под напряжением — называется градиентом потенциала земли. Падения напряжения, связанные с этим рассеянием напряжения, называются потенциалами земли. Напряжение быстро падает с увеличением расстояния от заземленного конца.

Другой способ описать это — пример камня, брошенного в пруд.Камень создает рябь, которая постепенно исчезает по мере продвижения от центра. Напряжение является самым высоким у источника и спадает, когда энергия движется по земле.

Шаговый потенциал
Когда ток течет от электрического проводника через сетчатый забор к земле, создается состояние высокого напряжения, и возникает градиент напряжения в зависимости от удельного сопротивления почвы, что приводит к разнице напряжений. — также известный как разность потенциалов — между двумя точками на земле.Это называется ступенчатым потенциалом, так как он может вызвать разницу в напряжении между ногами человека.

Потенциал прикосновения
Потенциал прикосновения — это напряжение между любыми двумя точками на теле человека — рука к руке, плечо к спине, локоть к бедру, рука к ноге и так далее. Например, если электрический провод падает на автомобиль, и человек касается этого автомобиля, ток может пройти от автомобиля под напряжением через человека к земле.

Как защитить себя
Во время шторма первое, что нужно помнить, это то, что линии электропередач могут быть в неправильной конфигурации.Для вашей защиты помните об этих основных правилах безопасности при урагане, приведенных в Информационном бюллетене OSHA «Безопасная работа с поврежденными электрическими проводами» (www.osha.gov/OshDoc/data_General_Facts/downed_electrical_wires.pdf):
. проводник безопасен просто потому, что он находится на земле или не искрит.
• Не думайте, что весь провод с покрытием, атмосферостойкий или изолированный провод — это просто телефонный, телевизионный или оптоволоконный кабель.
• Низко висящие провода все еще имеют потенциал напряжения, даже если они не касаются земли, поэтому не прикасайтесь к ним.Все находится под напряжением, пока не будет проверено обесточивание.
• Никогда не подходите к вышедшей из строя или упавшей линии электропередачи. Всегда предполагайте, что он находится под напряжением. Прикосновение к нему могло быть фатальным.
• Электричество может распространяться через землю по кругу от точки контакта. По мере удаления от центра могут возникать большие перепады напряжений.
• Никогда не проезжайте по вышедшим из строя линиям электропередач. Предположим, что они находятся под напряжением. И даже если это не так, сбитые стропы могут запутаться в вашем оборудовании или транспортном средстве.
• При контакте с линией электропередачи, находящейся под напряжением, когда вы находитесь в автомобиле, сохраняйте спокойствие и не выходите, если автомобиль не горит. Если возможно, обратитесь за помощью.
• Если вам необходимо выйти из любого оборудования из-за пожара или по другим причинам безопасности, постарайтесь полностью отпрыгнуть, убедившись, что вы не касаетесь оборудования и земли одновременно. Приземлитесь обеими ногами вместе и покачивайтесь небольшими шагами, чтобы минимизировать путь электрического тока и избежать поражения электрическим током. Будьте осторожны, чтобы сохранить равновесие.

Используя свои знания и несколько основных правил безопасности при шторме, вы можете уберечь свою команду и себя от опасности.

Об авторе: Джон Бойл — вице-президент по безопасности и качеству INTREN, строительной компании в области электроэнергетики, газа и электросвязи, расположенной в Юнионе, штат Иллинойс. Имеет более чем 28-летний опыт работы в ядерной и ветроэнергетической отраслях. производство электроэнергии и распределение электроэнергии и газа.

Осведомленность о возможном шаге и касании

: повышение безопасности экипажа линии электропередачи

Стив Нилунд

Потенциал шага и касания хорошо понимается как угроза безопасности во многих ситуациях, связанных с источниками питания под напряжением.Что не так хорошо понимается, так это то, что опасные скачки напряжения и напряжения прикосновения могут существовать на обесточенных линиях из-за электромагнитной связи, и это ежедневная опасность для работников линий электропередачи. Необходим непрерывный мониторинг — с сигналами тревоги, чтобы предупредить об опасном напряжении.

Что подразумевается под шагом и сенсорным потенциалом?

Управление по охране труда (OSHA) определяет ступенчатый потенциал как напряжение между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом под напряжением.См. Рис. 1. Он равен разнице в напряжении между двумя точками, находящимися на разном расстоянии от объекта под напряжением. Человек может получить травму во время неисправности, просто стоя рядом с заземленным предметом, имеющим электрический заряд.

Потенциал прикосновения — это напряжение между объектом под напряжением и ступнями человека, контактирующего с объектом. Следует отметить, что потенциал прикосновения может быть почти полным напряжением на заземленном объекте, если этот объект заземлен в удаленной точке, откуда человек контактирует с ним.Кран, который заземлен на нейтраль системы и контактирует с линией под напряжением, например, подвергнет любого человека, контактирующего с краном или его неизолированной линией нагрузки, потенциалом прикосновения, почти равным полному линейному напряжению.

Рис. 1. Потенциал шага и прикосновения

Опасность шага и прикосновения также применима к линиям передачи без напряжения

Может показаться, что опасность от удара и прикосновения не применима к трансмиссии рабочие линии, когда они работают на обесточенной линии, подключенной к заземленной вышке.Однако в обесточенных линиях может возникать смертельное напряжение из-за электромагнитной индукции от параллельной линии передачи, находящейся под напряжением, и вероятность этого возрастает из-за меняющейся рабочей среды.

Факторы, способствующие повышенной опасности ступенек и прикосновений, включают более широкое использование новых мощностей по производству электроэнергии, таких как ветряные электростанции, которые часто расположены далеко от мест потребления энергии, что приводит к более высоким напряжениям и токам нагрузки в перегруженных коридорах электроснабжения.Существующие полосы отвода часто используются для поддержки нескольких линий передачи, а существующие конструкции часто используются для прокладки дополнительного кабеля под основными линиями. См. Рисунок 2.

Кроме того, система заземления вышки не всегда надежна, поскольку сопротивление заземления сильно варьируется в зависимости от типа почвы, условий окружающей среды и может меняться во время рабочей смены по мере высыхания грунта.

Рис. 2. Пример переполненной линии электропередачи на полосе отвода.

Публикация Bonneville Power Administration (BPA) «Безопасное проживание и работа вокруг высоковольтных линий электропередач» обсуждает проблемы, связанные с колючей проволокой и плетеными металлическими ограждениями, принимающими наведенное напряжение, когда они расположены рядом с линиями электропередач. BPA определяет потенциальные проблемы для забора, который находится в пределах 125 футов от линий и более 150 футов в длину. В системе электропередач на полосе отвода нет ничего необычного в том, что линии электропередач в пределах 125 футов могут проходить вместе на многие мили.

Этого уже недостаточно, поэтому просто для защиты рабочих от возможности того, что линия, на которой они работают, может случайно оказаться под напряжением или от случайного контакта с линией под напряжением, также необходимо защитить рабочих от наведенного напряжения на заземленных линиях.

Потенциальная опасность ступеньки и прикосновения не была бы такой серьезной, если бы можно было предположить, что каждая башня имеет хорошее заземление. К сожалению, это не так, особенно в районах, где почва может быть вулканической или каменистой.Как показали исследования, качество заземления сильно различается в зависимости от почвы. См. Таблицу 1.

Таблица 1. Типичные значения удельного сопротивления грунта

Из-за высокого удельного сопротивления некоторых грунтов даже при небольшом наведенном токе может возникнуть серьезная опасность удара. Фактические измерения на рабочем месте показали, что сопротивление составляет 500 Ом или выше, что потребует всего 1 А тока для создания потенциала 500 вольт.

Поскольку содержание влаги является основным фактором, влияющим на удельное сопротивление почвы, грунт, прошедший адекватные испытания в один прекрасный день, может позже иметь значительно более высокое сопротивление при более низком содержании влаги в почве. Обычное высыхание почвы в течение дня может означать, что безопасная среда в начале рабочего дня может оказаться небезопасной в конце рабочего дня.

Как в настоящее время решается эта проблема безопасности?

Чтобы создать безопасную рабочую площадку, работники линий электропередачи обычно создают одноточечное заземление на рабочем месте и прокладывают заземляющие кабели, соединяющие все токопроводящие объекты.В большинстве случаев это обеспечит адекватную защиту. В наихудшем случае случайного включения линии питания могут возникнуть очень высокие ступенчатые напряжения и напряжения прикосновения, но это случается редко и обычно в течение короткого периода времени. Принято считать, что с этим лучше всего справляться, обучая рабочих избегать ненужного контакта с транспортными средствами и другим оборудованием, подключенным к земле.

Работать с напряжениями, вызванными электромагнитной индукцией от параллельной линии, сложнее.В отличие от случайного включения питания, которое случается крайне редко, наведенные напряжения представляют собой постоянную проблему. А вероятность появления опасного напряжения в любое время зависит от многих факторов, в том числе от длины параллельных линий и типа почвы на участке.

В зависимости от предполагаемого напряжения необходимо использовать изолирующие перчатки и другое защитное оборудование. В некоторых случаях желательно добавить на площадку дополнительные заземляющие стержни. Однако до тех пор, пока не будет измерено фактическое сопротивление заземляющего стержня, трудно определить истинную эффективность этого метода.

Что еще можно сделать для повышения безопасности линейного экипажа?

Более точный метод определения шага и потенциала касания — это его непосредственное измерение. Обычно это делается с помощью стандартного вольтметра, снабженного высоковольтным зондом. Заземляющий стержень приводится примерно в 15 футах от вышки, и отрицательный зонд подключается к этой опорной точке заземления. Затем высоковольтный зонд прикасается к вышке, и измеряется напряжение между опорой и землей. Поскольку измеритель потребляет небольшой ток, нет необходимости иметь низкое сопротивление заземления, чтобы получить пригодные для использования показания.По практическим соображениям это обычно делается один раз, в начале смены.

Хотя этот метод является значительным улучшением по сравнению с бездействием, он не учитывает возможные изменения условий во время смены. Эти изменения могут быть медленными — почва может высохнуть в течение дня, в результате чего сопротивление грунта станет намного выше. Или изменения могут быть быстрыми — возможно, ток в параллельной линии внезапно нарастает, чтобы компенсировать изменение выработки электроэнергии или требований.Таким образом, простая проверка один раз в начале смены дает ложное чувство безопасности.

Рис. 3. Комплект SNT-02 от Delta Computer Systems

К счастью, теперь доступны специальные инструменты, которые устраняют эти ограничения. Эти приборы подключены к вышке на весь период работы и постоянно контролируют напряжение на вышке. Кроме того, если обнаруживается опасное напряжение, прибор предупреждает экипаж, используя световые и звуковые светодиоды высокой интенсивности, мигающие вместе с пронзительным звуковым сигналом.При обычном использовании в полевых условиях одному члену бригады назначается наблюдение за прибором и обеспечение того, чтобы все работали в безопасных условиях. Шаговый и сенсорный прибор SNT-02, показанный на рис. 3 и производимый компанией Delta Computer Systems Inc. из Battle Ground, Вашингтон, отображает фактическое напряжение и обеспечивает реакцию на основе обнаруженного диапазона напряжений. См. Таблицу 2.

Таблица 2: Предупреждения SNT Step and Touch Monitor

Delta Computer Systems SNT-02 использовался в недавнем проекте замены электрических столбов BPA, который требовал ежедневного напряжения пошагово и прикоснитесь к показаниям потенциала, чтобы определить, собирают ли линии опасное напряжение через индуктивные соединения.

«SNT-02 соответствовал или превзошел все ожидания в отношении показаний шага и касания, требуемых на протяжении всего проекта BPA», — сказал Эд Лоури, менеджер парка International Line Builders, компании по строительству линий электропередачи и распределения с полным комплексом услуг, расположенной в Туалатине. , Орегон. «Мы будем использовать SNT-02 в любом будущем проекте, где шаг и потенциал касания могут быть опасны для наших сотрудников».

Инструменты, такие как СНТ-02, повышают безопасность рабочих и становятся стандартным оборудованием для все большего числа рабочих коммунальных служб.Несколько раз в год экипажам предлагалось стоять в стороне или менять методы работы, когда эти устройства предупреждали о повышении напряжения. Используя старые методы, экипажи не знали бы об этом потенциально опасном изменении условий.

---

Об авторе: Стив Нилунд является генеральным директором и совладельцем Delta Computer Systems Inc. Он имеет более 30 лет опыта работы в области и промышленных и бытовых продуктов, занимаясь проектированием аналоговых схем, цветовых датчиков и корпусов для электроники.Для получения дополнительной информации посетите www.stepandtouch.com.

Еще Вспомогательные продукты Текущие выпуски статей
Еще Вспомогательные продукты Архивы статей о выпуске

Шаговое и контактное потенциальное напряжение

Осведомленность о ступенчатом потенциале и потенциальных рисках прикосновения, вызванных повышением потенциала земли. Жизненно важен для всех, кто занимается передачей электроэнергии высокого напряжения. А также распределительные сети выше 1 кВ.

Повышение потенциала земли

Повышение потенциала земли (EPR) вызвано электрическими неисправностями, которые возникают на

• электрических подстанций,
• электростанций,
• или высоковольтных линий электропередачи.

Таким образом, ток короткого замыкания протекает через конструкцию установки и оборудование и попадает в заземляющий электрод.

Так как удельное сопротивление грунта не равно нулю. Следовательно, любой ток, вводимый в землю у заземляющего электрода, вызывает повышение потенциала земли. Это повышение потенциала земли EPR относится к бесконечно удаленной контрольной точке. Возникающее в результате повышение потенциала земли EPR может вызвать опасное напряжение на расстоянии многих сотен метров от фактического места повреждения.Однако многие факторы определяют уровень опасности. Включая доступный ток короткого замыкания. А также тип почвы, влажность почвы, температура, нижележащие слои породы. И время очистки, чтобы прервать неисправность.

Повышение потенциала Земли — это проблема безопасности при координации энергетических и телекоммуникационных услуг. Итак, мероприятие EPR на сайте. Например, электрическая распределительная подстанция. Может подвергать персонал, пользователей или конструкции воздействию опасного напряжения. Эти опасности называются потенциальными рисками ступенчатого и потенциального прикосновения.

Определение ступенчатого потенциала

Шаговый потенциал — это напряжение между ногами человека, стоящего рядом с заземленным объектом под напряжением. И это равно разнице в напряжении, заданной кривой распределения напряжения. Между двумя точками на разном расстоянии от электрода. Человек может получить травму во время неисправности, только стоя рядом с подключенным объектом.

Определение потенциала касания

Потенциал прикосновения определяется как разница между максимальным повышением потенциала земли (EPR).И минимальный поверхностный потенциал в радиусе 1 м от заземленной станции. Кроме того, бывают случаи, когда потенциал прикосновения может быть почти полным напряжением на заземленном объекте. Если этот объект заземлен в точке, удаленной от места, где человек контактирует с ним. Например, кран, заземленный на нейтраль системы. И при контакте с линией под напряжением любой человек, связанный с краном, подвергнется опасности. Наряду с этим, его неизолированная линия нагрузки достигает потенциала прикосновения, почти равного полному напряжению короткого замыкания.

Чарльз Далзил

Человеком, который первым из первых исследовал реакцию человеческого тела на поражение электрическим током, был Чарльз Далзил, изображенный ниже. Он проводил эксперименты, изучая реакцию своего тела на поражение электрическим током; видимо, добровольцев для выполнения задачи было не так много !!! К счастью, он выжил (ему было 86 лет), и результаты его экспериментов легли в основу стандарта IEC 60479-1 «Влияние тока на людей и домашний скот».

Чарльз Далзель, первопроходец в области касания и ступенчатого напряжения

Далзил смог определить, что реакция на стрессовое напряжение является вероятностной, а это означает, что, приняв данный порог как допустимый, не каждый в данной общей популяции выживет! Это понимание связано с тем, что каждый человек индивидуален и по-разному переносит стрессовое напряжение перед фибрилляцией сердца.Например, пожилой человек с сердечным заболеванием или очень маленький ребенок, скорее всего, будут «подвержены большему риску», чем скажем, здоровый / здоровый взрослый.
По сей день между регионами ЕС и властями остаются разногласия относительно того, где должны находиться пороговые напряжения прикосновения и шага. Однако с недавними поправками к стандартам IEC, остающаяся неоднозначность в основном связана с выбором подходящего времени устранения неисправности.

Потенциальные опасности, связанные со ступеньками и прикосновениями

На основе последних поправок к BS EN 50522 и IEEE Std.81, Безопасность шагового напряжения и напряжения прикосновения стала критерием безопасности при проектировании заземления. Раньше это был заземляющий коврик с сопротивлением 1 Ом, который обеспечивал безопасность, но теперь это уже не так. Текущие знания и лучшие практики, принятые органами IEEE и IEC. Согласитесь, что естественная опасность, связанная с повышением потенциала Земли, заключается в том, может ли человеческое сердце (или данное животное) противостоять (пережить) ток, возникающий в результате разницы потенциалов при прикосновении к оборудованию или нахождении поблизости, e.грамм. шаг и напряжение прикосновения или потенциал.

Потенциал ступени и потенциальный риск прикосновения к сердцу, иллюстрация

Вы можете видеть на изображении выше. Что сердце находится дальше от телесных токов в случае Шагового потенциала. В то время как в сценарии с потенциалом прикосновения электроны текут почти прямо через сердце и вокруг него. Игнорирование сопротивления обуви. Это основная причина, по которой допустимые пороги напряжения для ступенчатого потенциала могут быть намного выше.Чем для Touch Potential.

Снижение рисков ступенчатого и касательного потенциала

После того, как Исследование повышения потенциала Земли выявило риски. Кроме того, специалисту-консультанту по электрическому заземлению доступно множество необходимых мер. Чтобы уменьшить шаговый потенциал и затронуть потенциальные риски (смягчение). Однако сложность заключается в том, чтобы знать, как применять, комбинировать и конфигурировать их в надежное решение для электрического заземления. Это контролирует и поддерживает поверхностные напряжения.Причем таким образом, чтобы не превышать допустимые сердечные пороги. И в рамках практических финансовых ограничений бюджета.

Некоторое оборудование, которое необходимо включить в конструкцию, включает:

1. Сортировка проводников
2. Сетки проводников
3. Вертикальные электроды
4. Горизонтальные электроды
5. Электроды с глубоким отверстием
6. Противовесные электроды
7. Заземленные плоскости
8. Группы стержней
9. Слои заземления с высоким сопротивлением , например, щебень, камень, резина, асфальт и т. д.*

* В большинстве случаев верхние поверхностные слои удельного сопротивления следует рассматривать больше как вторичный метод смягчения воздействий. Например. Стратегия заземления должна обеспечивать безопасную конструкцию основания. Где это возможно. Кроме того, без добавок для смягчения поверхностного слоя или кондиционеров почвы.

В результате другие меры, не связанные с аппаратным обеспечением, могут включать в себя подход к управлению рисками. Когда риски «управляются» посредством применения процессов и / или процедур, позволяющих избежать травм.

Greymatter’s имеет опыт работы с широким спектром услуг по системам электрического заземления, используйте окно чата ниже или свяжитесь с нами здесь.

Повышение потенциала земли, скачок и потенциал прикосновения — нарушение напряжения

Повышение потенциала земли [GPR]

Повышение потенциала земли (GPR) в соответствии со стандартом IEEE 80 определяется как – Максимальный электрический потенциал, который может достигнуть сеть заземления подстанции относительно удаленной точки заземления , предположительно находящейся на потенциале удаленной земли. Это напряжение, известное как GPR, равно максимальному току сети, умноженному на сопротивление сети ».

Рисунок 1: Пример графика повышения потенциала земли

В нормальных условиях потенциал заземленного объекта будет таким же, как потенциал удаленной земли (0 В). Когда ток короткого замыкания протекает на землю или течет от земли к объекту, местный потенциал земли повышается. Это потому, что местная земля (или земля) имеет конечное сопротивление. Прохождение тока заземления через это сопротивление создает повышение потенциала на относительно удаленной точки на земле . График моделирования повышения потенциала земли показан на рисунке 1.В этом примере можно увидеть, что местный потенциал земли повышен до 75 В относительно удаленной земли.

GPR-исследования часто проводятся для определения градиентов потенциала напряжения вокруг пораженного оборудования. Этим оборудованием могут быть вышки сотовой связи, силовые подстанции, вышки электропередач и т. Д. Во время неисправности энергосистемы, связанной с землей (землей), местный потенциал земли относительно удаленной земли может значительно возрасти (тысячи вольт). Все заземленное оборудование в этом месте (металлические предметы, заземления и т. Д.) также будет повышен до этого высокого напряжения. Коммуникационный кабель, идущий от этой точки к удаленному месту (при 0 В), может испытывать значительный электрический ток из-за этой разности потенциалов и часто будет поврежден, если не будут приняты меры предосторожности.

Рассмотрим случай заземляющего электрода (заземляющий стержень), вбитого на 10 футов в землю с удельным сопротивлением почвы 25,25 Ом · м.

Рисунок 2: Заземляющий электрод

Используя калькулятор сопротивления заземления, мы можем рассчитать, что ожидаемое сопротивление заземления для этой установки равно 8.16 Ом. Предположим, что через заземляющий электрод на землю подается ток 100 А. Ожидаемый GPR в этом случае будет 100A * 8.16Ω = 816V.

Калькулятор сопротивления заземления

Рисунок 3: Повышение потенциала земли

На рисунке выше пунктирная красная линия указывает профиль георадара от заземляющего электрода до удаленной «удаленной земли», который, как предполагается, имеет нулевое напряжение. Обратите внимание, что профиль георадара очень крутой вблизи электрода и постепенно «сглаживается» по мере того, как достигает удаленной земли.

Два термина, относящиеся к георадарам, — это ступенчатый потенциал и потенциал касания. Обратите внимание, что и ступенчатый, и контактный потенциалы являются прямым результатом повышения потенциала земли .

Шаг потенциала

Потенциал ступени определяется как « Разница в поверхностном потенциале, испытываемая человеком, преодолевшим расстояние в 1 м ногами без контакта с заземленным предметом. » в соответствии с IEEE-Std 80 .

Рисунок 4: Градиент ступенчатого потенциала

Обратите внимание на две воображаемые точки, обозначенные на рисунке 3 выше как P1 и P2.Напряжение P1 относительно удаленной земли равно V1, а P2 — V2. Если расстояние между P1 и P2 составляет 1 м и человек ставит одну ногу на P1, а другую на P2, то он испытает ступенчатое напряжение (V2-V1).

Для примера заземляющего электрода (заземляющего стержня), вбитого на 10 футов в землю с удельным сопротивлением почвы 25,25 Ом · м, можно построить ступенчатый потенциал, как показано на рисунке 4. Обратите внимание, что когда человек переходит из одной зоны в другую, он будет испытывать разность потенциалов и, следовательно, шок. Потенциал шага приведет к передаче тока от ступни к ступне . В центре рисунка находится заземляющий электрод. Видно, что ступенчатое напряжение не является постоянным и может изменяться с расстоянием от центра электрода. Чем ближе человек к электроду, тем круче или хуже потенциал шага будет .

Рисунок 5: Гранитный камень # 57

Ступенчатые потенциалы необходимо контролировать на подстанции, чтобы обеспечить безопасность персонала. Обычно это делается путем выполнения инженерного анализа грунта.Обычная практика заключается в том, чтобы «заставить» ток заземления течь под поверхностью, либо закопав глубокие проводники заземления, либо положив на поверхность слой щебня с высоким удельным сопротивлением подстанции (гранит № 57 или аналогичный).

Прочтите: роль щебня в заземлении подстанции

Сенсорный потенциал

Потенциал прикосновения определяется как – Разность потенциалов между повышением потенциала земли [GPR] и поверхностным потенциалом в точке, где человек стоит, в то же время имея руку в контакте с заземленной конструкцией .”Согласно IEEE-Std 80 .

Когда на подстанции происходит короткое замыкание и ток заземления течет в подземную сеть заземления, потенциал сети заземления на подстанции повышается до значения, равного GPR. Поскольку все металлические объекты на подстанции подключены к одной и той же сети заземления, все металлические объекты (стальные балки, корпуса трансформаторов и т. Д.) Также получают напряжение GPR. Теперь поверхностный потенциал (потенциал в месте, где стоит человек) может иметь другой потенциал в зависимости от профиля георадара (формы кривой георадара от точки повреждения до удаленного участка земли).В зависимости от профиля георадара может быть разница в потенциале (напряжении) между металлическим предметом, к которому прикасается человек, и поверхностным потенциалом, на котором он стоит. Эта разница напряжений называется потенциалом прикосновения или напряжением прикосновения.

Рисунок 6: Иллюстрированный шаг и потенциал касания

Потенциал прикосновения приведет к передаче тока от руки к ноге . На подстанции необходимо свести к минимуму возможность прикосновения для обеспечения безопасности персонала. Это достигается за счет того, что поверхностные потенциалы внутри подстанции остаются неизменными.Было показано, что добавление слоя измельченной породы с высоким удельным сопротивлением сводит к минимуму потенциалы прикосновения.

Как уменьшить величину подъема потенциала земли (GPR)?

GPR можно минимизировать, управляя следующими переменными:

* Уменьшить сопротивление сети заземления : Наиболее эффективный способ уменьшить сопротивление сети заземления — увеличить площадь сети, вбить стержни заземления, химическую обработку или любые другие подходящие методы.

* Путь управления током повреждения : Если значительная величина тока повреждения может быть отведена на от затронутого заземляющего стержня, то можно управлять георадаром.Примером этого может быть система распределения электроэнергии с несколькими заземлениями, в которой нейтраль заземлена на каждом отдельном полюсе. Таким образом уменьшается GPR любого отдельного полюса, поскольку ток короткого замыкания может иметь несколько параллельных путей.

* Управление величиной тока повреждения : Контролируя величину тока повреждения, GPR можно поддерживать ниже желаемых пределов. Примером этого может быть вставка сопротивления или реактивного сопротивления в соединении нейтраль-земля распределительных трансформаторов.Затем ток замыкания на землю обычно ограничивается до менее 400 А (обычно), что минимизирует GPR на распределительных секциях при замыкании фазы на землю.

Сведение к минимуму повреждений оборудования из-за повышения потенциала земли (GPR)

Некоторые идеи по предотвращению дорогостоящего повреждения оборудования связи на подстанции из-за георадара представлены ниже:

* Используйте оптический изолятор или преобразователь из меди в оптоволокно, чтобы отключить заземление от точки A до точки B.

* Используйте оптоволоконный канал связи, когда требуется канал связи от подстанции до удаленного места, которое может иметь другой потенциал земли.

* Проверьте, подходит ли изолятор контура заземления для вашего приложения.

* Спроектируйте наземные сеточные системы таким образом, чтобы все представляющие интерес местоположения имели одинаковый потенциал.

* Внутри подстанции все металлические предметы, силовые и коммуникационные заземления должны быть подключены к общей сети заземления. Заземление (заземление) их отдельно (как в случае заземления связи, заземления питания) — , не рекомендуется .

6 Напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции

Опасные напряжения на подстанции

На рисунках 1 и 2 показаны напряжения, которым может подвергаться человек на подстанции.Есть много определений, связанных с этими напряжениями, но следующие шесть являются наиболее важными.

5 напряжений, которым может подвергнуться человек на подстанции (фото предоставлено Терри Ф. Люманн через Flickr)

Эти определения следующие:

1. Повышение потенциала земли (GPR)
2. Напряжение сети
3. Напряжение прикосновения металла к металлу
4. Напряжение ступени
5. Напряжение прикосновения
6. Напряжение передачи красного

1. Повышение потенциала земли (GPR)

Максимальный электрический потенциал, который может получить сеть заземления подстанции относительно удаленной точки заземления, принимается равным при потенциале удаленной земли .Повышение потенциала земли является произведением величины тока сети, части тока короткого замыкания, проводимого на землю системой заземления, и сопротивления сети заземления.

Рисунок 1 — Основные ситуации удара

Вернуться к опасным напряжениям ↑

2. Напряжение сети

Максимальное напряжение прикосновения в пределах ячейки сети заземления .

Фактическое напряжение ячейки , E _м (максимальное напряжение прикосновения) , является произведением удельного сопротивления почвы, ρ ; геометрический коэффициент, основанный на конфигурации сетки, K _м ; поправочный коэффициент K _i , который учитывает некоторые ошибки, внесенные допущениями, сделанными при выводе K _m ; и средний ток на единицу эффективной скрытой длины проводника, составляющего систему заземления ( I _{G /} L _M ):

3.Напряжение прикосновения «металл к металлу»

Разность потенциалов между металлическими объектами или конструкциями в пределах подстанции, которая может быть перекрыта прямым контактом рук или ног .

Рисунок 2 — Типичная ситуация внешнего переданного потенциала

Важное примечание //

Предполагается, что на обычных подстанциях напряжение прикосновения металл-металл между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с сеткой заземления, будет незначительным.

Однако напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, связанными с сеткой заземления, и металлическими объектами внутри подстанции, но не связанными с сеткой заземления, такими как изолированный забор, может быть значительным.

В случае подстанций с газовой изоляцией напряжение прикосновения металл к металлу между металлическими объектами или конструкциями, соединенными с сеткой заземления, может быть значительным из-за внутренних повреждений или индуцированных токов в корпусах.

Вернуться к разделу «Опасные напряжения» ↑

4. Напряжение ступени

Напряжение ступени фактически равно разнице поверхностных потенциалов , испытываемой человеком, преодолевая расстояние 1 м ногами, не касаясь любого другого заземленного объекта.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

5. Напряжение прикосновения

Напряжение прикосновения — это разность потенциалов между повышением потенциала земли и поверхностным потенциалом в точке, где человек стоит, одновременно держа руку в контакте с заземленной конструкцией.

Вернуться к опасным напряжениям ↑

6. Передать красное напряжение

Особый случай напряжения прикосновения , когда напряжение передается на подстанцию ​​или с нее, с или на удаленный точка за пределами площадки подстанции.Максимальное напряжение любой случайной цепи не должно превышать предел, при котором через тело может протекать ток, который может вызвать фибрилляцию.

Предполагая более консервативный вес тела 50 кг для определения допустимого тока тела и сопротивления тела 1000 В , допустимое напряжение прикосновения t составляет:

, а допустимое напряжение ступени составляет . :

где //

• E _step — Напряжение шага, В
• E _touch — Напряжение прикосновения, В
• r _s — Удельное сопротивление материала поверхности Vm
• t _s — Продолжительность ударного тока, в секундах

Поскольку единственным сопротивлением для напряжения прикосновения металла к металлу является сопротивление тела, предел напряжения составляет:

Обычно предполагается, что длительность разряда равна продолжительности разлома.Если планируется повторное замыкание цепи, время продолжительности короткого замыкания должно быть суммой отдельных отказов и использоваться как время продолжительности разряда t _с .

Вернуться к опасным напряжениям ↑

Ссылка: Справочник по электроэнергетике — Л.Л. Григсби (Приобрести книгу в твердом переплете на Amazon)

Три основных метода снижения потенциальных опасностей ступенчатого и прикосновения

Опасность повышения потенциала земли

Снижение потенциальной опасности ступенчатых и прикосновений обычно достигается с помощью одного или нескольких из следующих трех основных методов.Понимание правильного применения обсуждаемых методов является ключом к снижению и устранению любых опасностей подъема потенциала земли.

Рисунок 1 — Ступенчатый потенциал на опоре ЛЭП

Содержание:

1. Снижение сопротивления заземления (RTG) системы заземления
2. Правильное размещение заземляющих проводов
3. Добавление резистивных поверхностных слоев

Только Благодаря использованию сложного программного обеспечения для трехмерного электрического моделирования, которое может моделировать структуры грунта с несколькими слоями и конечными объемами различных материалов, инженер может точно смоделировать и спроектировать систему заземления, которая будет безопасно устранять электрические неисправности высокого напряжения.

1. Снижение сопротивления заземления (RTG)

Уменьшение сопротивления RTG на площадке часто является лучшим способом уменьшить негативные последствия любого события повышения потенциала земли , где это возможно. Повышение потенциала земли — это произведение тока короткого замыкания, протекающего в систему заземления, на величину RTG системы заземления.

Таким образом, уменьшение RTG снизит рост потенциала земли до такой степени, что ток короткого замыкания, протекающий в систему заземления, действительно возрастет в ответ на уменьшение RTG.Например, если ток короткого замыкания для высоковольтной опоры составляет 5000 А, а РИТЭГ системы заземления составляет 10-, повышение потенциала земли будет 50 000 В.

Рисунок 2 — Потенциал прикосновения на опоре электропередачи

Если Уменьшаем РИТЭГ системы заземления до 5- и ток короткого замыкания увеличивается до 7000 А в результате, тогда повышение потенциала земли станет 35000 В!

Как видно из приведенного выше примера, уменьшение РИТЭГ может иметь эффект, позволяя большему току течь в землю в месте повреждения, но всегда будет приводить к более низким значениям повышения потенциала земли и касаниям и ступеням. напряжения в месте повреждения.

С другой стороны, дальше от места повреждения, на соседних объектах, не подключенных к поврежденной конструкции, увеличение тока в землю приведет к большему протеканию тока вблизи этих смежных объектов и, следовательно, к увеличению роста потенциала земли. , напряжения прикосновения и ступенчатые напряжения на этих объектах.

Конечно, если они изначально низкие, увеличение может не представлять проблемы, но есть случаи, в которых может существовать проблема.

2.Правильное размещение заземляющих проводов

Типичная спецификация для заземляющих проводов на высоковольтных опорах или подстанциях заключается в установке контура заземления вокруг всех металлических объектов, связанных с ними.

Имейте в виду, что может потребоваться для изменения глубины и / или расстояния, на котором контуры заземления заглублены от конструкции , чтобы обеспечить необходимую защиту.

Обычно для этих контуров заземления требуется неизолированный медный проводник сечением не менее 2/0 AWG, проложенный в непосредственном контакте с землей на расстоянии 3 фута от периметра объекта на глубине 18 футов ниже уровня земли.Цель петли — минимизировать напряжение между объектом и поверхностью земли, где человек может стоять, касаясь объекта — , то есть минимизировать потенциалы прикосновения .

Рисунок 3 — Заземление опоры ВН

Важно, чтобы все металлические предметы в среде с повышенным потенциалом заземления были соединены с системой заземления, чтобы устранить любую разницу потенциалов. Также важно учитывать удельное сопротивление почвы как функцию глубины при вычислении напряжения прикосновения и ступенчатого напряжения, а также при определении глубины размещения проводников.

Например, в почве с сухим поверхностным слоем с высоким удельным сопротивлением проводники в этом слое будут неэффективными. Слой с низким удельным сопротивлением под ним будет лучшим местом для заземляющих проводов. С другой стороны, если ниже существует еще один слой с высоким удельным сопротивлением, длинные заземляющие стержни или глубокие скважины, простирающиеся в этот слой, будут неэффективными.

Иногда считают, что размещение горизонтальных проводников контура заземления очень близко к поверхности приводит к наибольшему снижению потенциала прикосновения. Это не обязательно так. , так как проводники, расположенные близко к поверхности, скорее всего, будут находиться в более сухой почве с более высоким удельным сопротивлением, что снижает эффективность этих проводников.

Кроме того, в то время как потенциалы прикосновения непосредственно в петле могут быть уменьшены, потенциалы прикосновения на небольшом расстоянии фактически могут увеличиваться из-за уменьшения зоны влияния этих проводников. Наконец, ступенчатые потенциалы в этих местах могут возрасти. Действительно, ступенчатые потенциалы могут быть проблемой вблизи проводников, которые расположены близко к поверхности, особенно по периметру системы заземления.

Обычно для решения этой проблемы можно увидеть проводники по периметру вокруг небольших систем заземления , заглубленных на глубину 3 фута ниже уровня .

3. Резистивные поверхностные слои

Одним из простейших методов снижения потенциальной опасности шага и прикосновения является ношение обуви для защиты от поражения электрическим током . В сухом состоянии обувь для защиты от поражения электрическим током имеет сопротивление в миллионы Ом на подошве и является отличным средством обеспечения безопасности персонала. С другой стороны, когда эти ботинки мокрые и грязные, ток может обойти подошвы ботинок в пленке материала, скопившейся по бокам ботинка.

Мокрый кожаный ботинок может иметь сопротивление порядка 100 Ом. Более того, нельзя предполагать, что широкая публика, которая может иметь доступ к внешнему периметру некоторых объектов, будет носить такое защитное снаряжение.

Еще одна технология, используемая для снижения потенциальной опасности ступенек и прикосновений, — это добавление более резистивных поверхностных слоев. Часто к башне или подстанции добавляют слой щебня, чтобы обеспечить изоляцию между персоналом и землей. Этот слой уменьшает количество тока, который может протекать через человека в землю.Борьба с сорняками — еще один важный фактор, так как во время неисправности растения получают электропитание и могут проводить опасное напряжение в человеке.

Асфальт — отличная альтернатива, так как он намного более устойчив, чем щебень , и рост сорняков не является проблемой. Добавление резистивных поверхностных слоев всегда повышает безопасность персонала при повышении потенциала земли.

Рис. 4 — Линия 300 В на опоре передачи

Телекоммуникации в условиях высокого напряжения

Когда линии связи необходимы на высоковольтной площадке, требуются особые меры предосторожности для защиты коммутационных станций от нежелательных напряжений.Прокладка проводов на подстанции или на вышке может создать опасную ситуацию, поэтому требуются определенные меры предосторожности.

Отраслевые стандарты, касающиеся этих мер предосторожности и защитных требований, описаны в стандартах IEEE 387, 487 и 1590 . Эти стандарты требуют, чтобы было проведено исследование повышения потенциала земли, чтобы можно было правильно рассчитать линию пика 300 В.

Для защиты телефонных коммутационных станций стандарты электросвязи требуют использования оптоволоконных кабелей вместо медных проводов.Коробка преобразования медь-оптоволокно должна быть расположена за пределами зоны события повышения потенциала земли на расстоянии, превышающем пик 300 В или среднеквадратичное значение 212 В (рисунок 4).

Это известно в промышленности как «линия на 300 В» . Это означает, что согласно результатам расчетов, медный провод телекоммуникационной компании не может быть ближе, чем пиковое расстояние 300 В. Это расстояние, на котором медный провод должен быть преобразован в оптоволоконный кабель. Это может помочь предотвратить попадание нежелательного напряжения в телекоммуникационную сеть телефонных компаний.

Текущие формулы для расчета 300-вольтовой линии, перечисленные в стандартах, привели к неправильной интерпретации и расхождению во мнениях, что привело к изменениям порядка величины в расчетных расстояниях для практически идентичных исходных данных проекта. Кроме того, опыт эксплуатации показал, что строгое применение теории приводит к излишне большим расстояниям. Это привело к множеству компромиссов в телекоммуникационной отрасли.

Самый известный из них — это новый стандарт IEEE Std.1590-2003 , в котором отметка 150 м (~ 500 футов) указывается в качестве расстояния по умолчанию, если исследование повышения потенциала земли не проводилось в данном месте.

Ссылка // Стандартное руководство для инженеров-электриков — Системы заземления Дэвида Р. Стокина и Майкла А. Эспарза

Шаговое напряжение, напряжение прикосновения и повышение потенциала заземления (IEEE и IEC): Книга по науке и технике, глава

Abstract

В этой главе содержатся критерии безопасности в соответствии со стандартами IEEE, критерии ступенчатого напряжения и напряжения прикосновения, коэффициент уменьшения, упрощенные уравнения для сеточного и ступенчатого напряжения, применение ступенчатого и сеточного потенциала при проектировании системы безопасного заземления, критерии безопасности, IEC 479-1 STD, допустимое напряжение прикосновения и ступенчатое напряжение в соответствии с IEC 479-1, Оптимальный коэффициент сжатия (OCR), испытание и проверка, приблизительный анализ для расчета профиля напряжения с использованием кажущегося удельного сопротивления почвы, масштабного коэффициента, испытание и проверка приближенного метода — повышение потенциала земли (GPR) неисправных подстанций с одинаковым и неравным шагом заземляющих проводов.В этой главе также обращено внимание на следующие моменты: выражение бесконечного последовательного потенциала (I.S.M.) в трех измерениях и расчеты повышения потенциала в трех измерениях. Наверх

Введение

С первых дней развития электроэнергетики безопасность персонала на электроэнергетических установках и вокруг них была первоочередной задачей.

Спустя годы и после многих исследований воздействия электрического тока на людей были установлены безопасные пределы и разработаны стандарты, которые обеспечивают допустимые значения телесных токов во избежание поражения электрическим током.Двумя такими стандартами являются IEEE 80 (1961) и IEC60 479-1 (1984). Цель обоих стандартов — установить безопасные (допустимые) токи тела.

С момента публикации IEEE Standards 80 в 1961 г. «Руководства по безопасности при заземлении подстанций переменного тока», которая была положительно воспринята промышленностью и получила широкое признание во всем мире, в этой главе представлены улучшения в более широком контексте разработки Руководства к настоящему времени.

Эта глава организована следующим образом: сначала критерии безопасности, изложенные в двух документах, Стандартах IEEE (2000) и IEC 60479-1 (1984), подробно описывают и эволюцию стандарта IEEE.