Что такое напряжение прикосновения и от чего зависит его величина

Определение понятия

Когда человек или животное прикасаются к обнаженной токоведущей части, к корпусу устройства, которое по какой-либо причине находится под напряжением, кабеля с поврежденной изоляцией и т. Д., Но стоит на земле, разность потенциалов между точкой контакта и землей называется контактным напряжением.

Другими словами, это напряжение двух неподключенных, неизолированных проводящих частей.

Условия заключаются в том, что корпус электрического оборудования обычно заземлен, но нарушение изоляции электрического оборудования внутри корпуса создает напряжение прикосновения при прикосновении к металлической части корпуса и связанным с ней металлическим частям.

Безопасно ли напряжение прикосновения

Начнем с того, что именно опасно? Само по себе напряжение не представляет особой опасности. Разрушающие и опасные эффекты вызваны электрическим током. Однако именно величина напряжения определяет вероятность поражения электрическим током. 42 В переменного тока считается безопасным, ранее безопасным считалось 36 В. Применяется в переносном осветительном и электроинструменте, при работе в труднодоступных местах, в гаражах, подвалах, сырых помещениях, а также на временных рабочих местах. Но напряжение прикосновения и безопасное для человека напряжение — это немного разные вещи.

Воздействие электрического тока на человека катастрофически, оно может вызвать фибрилляцию сердца и привести к летальному исходу, поэтому значения допустимых напряжений и токов указаны в нормативных документах. Согласно нормам, описанным в ГОСТ 12.1.038-82, контактное напряжение в нормальных условиях (без аварии) не должно быть больше

  • при переменном токе частотой 50 Гц — 2 В (ток — 0,3 мА);
  • при переменном токе частотой 400 Гц — 3 В (0,4 мА);
  • при постоянном токе — 8 В (ток — 1 мА);

Это максимально допустимые значения для воздействия радиации до 10 минут в сутки. Стоит отметить, что для людей, работающих при температуре выше 25 ° C и относительной влажности воздуха выше 75%, эти значения снижаются в 3 раза.

Поскольку контактное напряжение измеряется между положением человека на земле (его контакт с проводящей поверхностью) и точкой прикосновения к электрическому устройству, отсюда следует, что оно зависит от того, где находится в комнате, а точнее, от точки заземления. Чем дальше человек находится от контакта с опасным устройством с потенциалом (от точки заземления), тем больше напряжение прикосновения.

Стоит отметить еще несколько определений:

  1. Зона распространения. Это область на земле, за которой потенциал тока замыкания на землю равен нулю. За пределами зоны стока напряжение прикосновения численно равно величине потенциала на поверхности, к которой прикасаются.
  2. Шаг напряжения. Это напряжение между двумя точками на земле (земля) вокруг точки, где находится токопроводящая часть относительно земли. Идея состоит в том, что если рядом на вас упадет высоковольтный кабель, вам нужно отойти от него небольшими шагами, прижимая ноги близко к себе и земле, тем самым уменьшая расстояние между ступенями. Потенциал от точки повреждения до земли уменьшается экспоненциально. Это означает, что в точке замыкания на землю — он равен потенциалу короткозамкнутого проводника, а вне зоны распространения он равен нулю. Тогда напряжение между этими двумя точками равно напряжению замкнутого провода.

Вы, наверное, заметили, что напряжение прикосновения, зона тока утечки и напряжение ступени связаны друг с другом.

Пути снижения опасности

Давайте узнаем, как защитить себя от прикосновений. Чтобы снизить риск возникновения потенциалов на корпусах электрооборудования, сначала необходимо обеспечить надежное заземление. Переходное сопротивление заземляющего контакта (металлическое соединение) не должно превышать 0,01 Ом. Место соединения должно быть надежно закреплено болтами или сваркой и должно регулярно проверяться.

Второй — перед включениемустройства, которые долго не работают или в целом старые (более 10 лет), проверяйте мегаомметром качество изоляции проводов и кабелей. Примерно — сопротивление изоляции должно составлять 1 МОм (МОм) на 1 кВ. Для системы питания 220-380 вольт достаточно 0,5 МОм.

Чтобы снизить вероятность поражения электрическим током, необходимо установить устройство защитного отключения (УЗО). Их задача — защитить людей от поражения электрическим током. Однако здесь требуется система заземления TN-C-S или TN-S, т.е. в сети должны быть отдельные провода PE и N, но нейтральный провод не должен быть подключен. Необходимо соблюдать требования защиты, иначе УЗО не будет выполнять свои задачи должным образом.

Расчет напряжения прикосновения

В сетях с изолированными нейтральными точками контактное напряжение рассчитывается по формуле:

Потенциал земли уменьшается с удалением от точки заземления, как показано на рисунке выше. Если имеется только один заземляющий электрод, наиболее опасный контакт будет с корпусом устройства, который находится дальше всего от заземляющего электрода. Следовательно, контур заземления должен соединять всю поверхность комнаты и обеспечивать уравнивание потенциалов.

Вот полная формула, которая учитывает все сопротивления (точки контакта, изоляционные зазоры):

где

1 —

представляет собой U-значение коэффициента контакта и зависит от формы кривой падения потенциала, a

2

— фактор контакта и учитывает стойкость к растеканию на поверхности, на которой стоит человек, обувь, фазовую изоляцию от земли.

В сетях с глухой нейтральной точкой, когда человек подвергается воздействию напряжения ниже линейного (при 380 В линейное, 220 В фазное), ток, протекающий через тело человека, ограничивается сопротивлением обуви, земли (земли) и тела.

Способы измерения

При внедрении и профилактических осмотрах электроустановок измеряется контактное напряжение, познакомимся с порядком измерения. Сначала от электрощита отключается нейтральный провод. Затем измерьте сопротивление миллиамперметром или измерителем контура заземления МРУ-101. Затем соберите схему, где на расстоянии не менее 25 м от заземляющего электрода (рисунок 2) установите штифт глубиной 25-30 см и электрод, похожий на ногу человека (отмечен на рисунке 3). Напряжение V1 приложено между заземляющим электродом и контактом. Вольтметр V2 — это напряжение прикосновения. Параллельно ему стоит резистор сопротивлением 1000 Ом (имитация сопротивления тела человека) и разъединитель (после его замыкания производится замер).

Вот так выглядит электрод, имитирующий ногу человека:

Где 1 — тканевая прокладка (мокрая), 2 — медная токопроводящая пластина, 3 — диэлектрик, 4 — ручка, 5 — провод, подключенный к счетчику.

Другой метод — это «вольтметр-амперный метод». На рисунке R2 — сопротивление тела:

Вольтметр измеряет напряжение прикосновения, амперметр измеряет ток через землю. В качестве источника напряжения можно использовать трансформатор с характеристиками:

  • U вых = 500 В;
  • Pном = 100 кВА;

Альтернативы: автономный генератор, вспомогательный трансформатор. Нейтральная часть вторичной обмотки должна быть заземлена.

В следующем видео наглядно показан специальный прибор для измерения напряжения прикосновения:

Чем опасно напряжение прикосновения? Это может привести к поражению электрическим током, поскольку на поверхности устройства находится потенциал сети. Бытовая техника с питанием от сети 220 В, например электроплита, опасны, а промышленная техника с питанием от сети 380 В и тяжелые условия работы только усиливают воздействие напряжения прикосновения на людей. Во избежание поражения электрическим током, помимо профилактических мер в электрической сети, необходимо иметь минимальный набор средств индивидуальной защиты, например перчатки и диэлектрическую обувь, при работе с электрическими установками, а также соблюдать все меры защиты, предусмотренные законами и нормативными актами компании.