18.10.22 Т.8. Схеми увімкнення амперметра і вольтметра. Вимірювання опорів.
Ссилка на завантажений файл: https://ptu8.com.ua/materials/193.docx
Викладач Кінзерський В.А. 11.10.2022р. Тема№7.Значення і роль електричних вимірювань.Вимірювання струму та напруги.
Ссилка на завантажений файл: https://ptu8.com.ua/materials/175.docx
Викладач Кінзерський В.А.
Згідно робочого навчального плану години з предмету "Електротехніка" вичитані 23.11.2021 року.
В період з 11.11.21 р. по 23.11.2021 р.. заняття проводились очно.
Предмет «Електротехніка»
Група 1-2 Б Дата проведення 10.11.2021 р.
Викладач Кінзерський Віктор Анатолійович
Тема № 2.Технічні способи і засоби захисту від ураження електричним струмом. Захисні заземлення, занулення.
Додатково можна ознайомитися з матеріалом по темі за посиланням https://pidru4niki.com/11151212/bzhd/zahist_lyudey..
Питання по темі
1. Основні поняття питань електробезпеки.
2. Технічні способи і засоби захисту від ураження електричним струмом:
- недоступність струмопровідних частин
- застосування малих напруг
- захисне заземлення
- занулення
- захисне вимкнення
- захист від електричних статичних полів
- захист від атмосферної електрики
- основні ізоляційні електрозахисні засоби
- додаткові ізоляційні електрозахисні засоби
- огороджуювальні електрозахисні засоби
Електробезпека – це система організаційних і технічних заходів, що забезпечують захист людей від небезпечної і шкідливої дії електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля, статичної електрики.
Основними заходами захисту від ураження електричним струмом є:
· забезпечення недоступності струмопровідних частин для випадкового дотику;
· застосування електроенергії з безпечними величинами напруги;
· усунення небезпеки ураження людей струмом у разі появи напруги на частинах конструкцій електроустаткування;
· застосування індивідуальних захисних засобів від ураження електричним струмом.
Недоступність струмопровідних частин для випадкового дотику досягається ізоляцією їх струмонепровідними матеріалами. Провідники електричного струму повинні мати робочу ізоляцію. Передбачено застосування в деяких випадках додаткової, підсиленої чи лінійної ізоляції.
Недоступність розташування струмопровідних частин досягається розміщенням їх на висоті, під підлогою чи приховано в стінах. Незахищені струмопровідні частини, до яких можливий дотик людей, надійно огороджують у всіх випадках, якщо напруга перевищує:
o 65 В – в приміщеннях без підвищеної небезпеки;
o 42 В – в приміщеннях з підвищеною небезпекою;
o 12 В – в приміщеннях особливо небезпечних.
У випадку напруги понад 250 В огороджують не тільки незахищені, але й ізольовані струмопровідні частини.
Застосування малих напруг – дуже ефективний захист від ураження електричним струмом. Для живлення кіл управління технологічним обладнанням, встановленим в особливо небезпечних приміщеннях і приміщеннях з підвищеною небезпекою; кіл управління пересувного устаткування і для живлення ручного інструменту використовують напругу не вище 42 В. На шафах і пультах управління обладнанням розміщують штепсельні розетки з напругою не вище 12 В для включення переносних світильників, які використовуються під час періодичних оглядів наявних в них важкодоступних місць.
Захисне заземлення, занулення і відключення – основні заходи захисту людей від ураження електричним струмом у разі появи напруги на частинах конструкцій електроустаткування.
Захисне заземлення – свідоме електричне з’єднання з землею чи її еквівалентом металевих частин електроустаткування. Електробезпека. Захисне заземлення, занулення».
Дотик до незахищеного корпусу, який виявився під напругою, рівнозначний однофазному ввімкненню людини в електричну мережу. Мета заземлення – понизити до безпечної величини напругу відносно землі на металевих частинах електроустаткування, які випадково виявилися під напругою, і цим усунути небезпеку ураження людей електричним струмом.
В установках напругою до 1000 В опір захисного заземлення в будь-яку пору року не повинен перевищувати 4 Ом (з потужністю джерела струму 100 кВА і менше опір заземлення допускається не більше 10 Ом). Оскільки опір заземлення значно менший за опір тіла людини (1000 Ом), то у випадку її дотику до пошкодженого електроустаткування найбільший за величиною струм пройде через заземлюючий пристрій. При цьому в найнесприятливішому випадку, коли опір тіла і взуття рівні нулю, через тіло людини пройде струм :
де UЛ – лінійна напруга в мережі, В;
RТ, RІЗ, RЗ – відповідно опір тіла людини, ізоляції провідників електричної мережі та заземлюючого пристрою, Ом.
Приймаючи UЛ = 380 В; RІЗ = 500000 Ом; RЗ = 4 Ом; RТ = 1000 Ом, знаходимо J = 0,005 мА. Такий за величиною струм безпечний для людини.
Заземлюючим пристроєм називається сукупність заземлювачів – металевих провідників, які з’єднані з землею, і заземлюючих провідників, які з’єднують заземлювані частини електроустаткування з заземлювачами.
Заземлювачі бувають штучні та природні.
Як штучні заземлювачі використовують стальні стрижні, які забивають в грунт вертикально і з’єднують між собою стальною шиною зварюванням.
Як природні:
§ прокладений у землі водопровід;
§ арматуру залізобетонних конструкцій будівель і споруд, яка має з’єднання з землею;
§ свинцеві оболонки кабелів, прокладених у землі.
Розрізняють заземлюючі пристрої:
· контурні (заземлення знаходиться у безпосередній близькості від електроустаткування);
· виносні (заземлення розміщені на спеціально виділеній ділянці території підприємства).
Для заземлення електроустаткування у виробничих та інших приміщеннях використовують здебільшого виносні заземлюючі пристрої з штучними заземлювачами. При цьому металеві елементи кожного електрообладнання під’єднують окремими заземлюючими пристроями до транзитної шини, яка прокладається всередині будівлі і не менше, ніж у двох місцях під’єднується до заземлювачів.
Захисне заземлення електричних установок обов’язкове:
· у разі номінальної напруги 380 В і вище змінного струму і 440 В і вище постійного струму – у всіх випадках;
· у разі номінальної напруги 42 В і вище змінного струму і 110 В і вище постійного струму – під час роботи в умовах з підвищеною небезпекою та особливо небезпечних.
У вибухонебезпечних зонах заземлюють електричні машини і апарати, незалежно від величини напруги.
Занулення – свідоме електричне з’єднання з нульовим захисним провідником металевих струмонепровідних частин, які можуть виявитися під напругою.
У електричних мережах розрізняють нульовий захисний (NЗ) і нульовий робочий (NР) провідники. Нульовий захисний провідник служить для з’єднання занулюваних частин устаткування з глухо заземленою нейтраллю джерела струму; нульовий робочий провідник – для підключення до основної мережі напругою 380 В освітлювальних приладів, машин і електроапаратів, які працюють за фазової напруги (220 В).
Як нульовий захисний провідник можна використовувати стальні смуги, алюмінієві оболонки кабелів, звичайні проводи. Згідно з галузевими правилами, не допускається використовувати як нульовий захисний провідник нульові робочі провідники.
Занулення електротеплового, холодильного, іншого устаткування, а також касових апаратів, електронних ваг проводиться за допомогою нульових захисних провідників. Нульові провідники (робочі та захисні) належно заземлюють. У мережах з лінійною напругою 380 В опір заземлюючих пристроїв, до яких під’єднуються нульові проводи, не повинен перевищувати 4 Ом.
Мета занулення – перетворити витік струму на корпус в однофазне коротке замикання між фазовим і нульовим заземленням, коли пошкоджене устаткування автоматично вимикається від мережі, яка його живить. Для захисту від струмів короткого замикання можуть використовуватися плавкі запобіжники чи автоматичні вимикачі з часом спрацьовування відповідно 5,7 і 1,2 с.
Зануленню підлягають ті ж машини і апарати, що і заземленню. Із облаштуванням заземлення повинна забезпечуватися безперервність нульового захисного проводу від корпусу кожного електрообладнання до нейтралі джерела живлення.
В електричних мережах з нульовим проводом електроустаткування можна занулювати, заземлювати чи одночасно занулювати і заземлювати. На підприємствах не допускається одне електроустаткування тільки занулювати, інше тільки заземлювати.
Заземлення чи занулення пересувних (переносних) машин і апаратів здійснюється за допомогою спеціального провідника електричного кабеля. В кабелях, які живлять переносні електроприймачі однофазного струму (касові апарати, електронні ваги тощо), крім фазного і нульового робочого провідника, наявний заземлюючий чи нульовий захисний провідник.
Із заземленням чи зануленням машин і апаратів один кінець захисного провідника, що знаходиться в кабелі, під’єднують до металевого корпусу струмоприймача, другий – до найдовшого контакту штепсельної вилки, який має умовний знак заземлення. Відповідний захисний контакт розетки під’єднують до кола заземлення чи занулення.
Таким чином, через штепсельний роз’єм вмикаються металеві конструкції елементів машин і механізмів у наявний на підприємстві пристрій заземлення чи занулення.
Захисне вимкнення – швидкодійний захист, що забезпечує автоматичне відключення електроустаткування, коли в ньому виникає небезпека ураження струмом. Така небезпека може виникнути у випадку:
· замикання фази на корпус електроустаткування,
· пониження опору ізоляції фаз відносно землі,
· появи в мережі більш високої напруги,
· торкання людини до струмопровідних частин.
У цих випадках у мережі змінюються деякі електричні параметри (напруга, струм, опір), що може бути імпульсом, який викликає спрацьовування захисту – відключення пристрою. Принципову схему захисного вимкнення наведено на рисунку.
З появою напруги на корпусі електроустаткування спрацьовує електромагнітне реле, яке втягує сердечник, звільняючи шток вимикача. Останній під дією пружини вимикає устаткування від мережі.
Захист від електричних статичних полів полягає в знятті з ізольованих від землі металевих частин устаткування електричної напруги, яка виникає внаслідок статичної електризації під час технологічних процесів, що супроводжуються тертям (змотування тканин, паперів, плівки), роздрібненням твердих тіл, пересипанням сипучих матеріалів, переливанням рідин-діелектриків (бензин, керосин). Дія статичної електрики на людину може проявлятися у вигляді слабкого, помірного чи навіть сильного уколу, який сам по собі не являє небезпеки, але може бути непрямою причиною нещасного випадку внаслідок рефлекторного руху людини до небезпечної зони.
Розряди статичної електрики на землю чи між частинами устаткування можуть бути причиною загорянь та вибухів газо-, паро- і пилоповітряних сумішей. Одним з найбільш ефективних і простих методів захисту від статичної електрики є заземлення не менше, ніж у двох місцях одного приміщення наявних трубопроводів і апаратів.
Захист від атмосферної електрики (блискавкозахист) – комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, які працюють з електроустаткуванням, від ураження електричним струмом, дії електричної дуги та електромагнітного поля.
Електрозахисті засоби бувають ізоляційні та огороджувальні.
Ізоляційні електрозахисні засоби поділяються на основні і додаткові.
Основні ізоляційні електрозахисні засоби здатні довгий час витримувати робочу напругу електроустаткування, тому ними дозволяється торкатися до струмопровідних частин. До таких засобів відносять: діелектричні гумові рукавиці, інструменти з ізольованими ручками та струмошукачі– в електроустаткуванні напругою до 1000 В; ізоляційні штанги, ізоляційні і струмовимірювальні кліщі, показники високої напруги – в електроустаткуванні з напругою вище 1000 В.
Додаткові ізоляційні електрозахисні засоби мають недостатню електричну міцність і призначені для підсилення дії основних ізоляційні засобів. До таких засобів відносять діелектричні гумові калоші, боти, килимки та ізоляційні підставки.
Огороджуювальні електрозахисні засоби призначені для тимчасового огородження струмопровідних частин (тимчасові переносні огородження – щити, клітки, ізоляційні накладки і ковпаки); для тимчасового заземлення відключених струмопровідних частин і усунення небезпеки ураження працівників струмом у разі випадкової появи напруги (тимчасове захисне заземлення).
Застосування і випробування електрозахисних засобів регламетується відповідними правилами.
Електрозахисні засоби перевіряють перед кожним їх застосуванням і, крім того, періодично піддають випробуванню змінним струмом частотою 50 Гц: гумові діелектричні рукавички 1 раз на 6 місяців, гумові діелектричні калоші – 1 раз на 12 місяців; гумові діелектричні боти – 1 раз на 36 місяців.
На електрозахисні засоби, що витримали періодичні електричні випробування, наносять спеціальний штамп. На електрозахисних засобах, що не витримали випробування струмом, або стали непридатними з інших причин, цей штамп перекреслюється червоною фарбою. Всі електрозахисні засоби з гуми (рукавички, боти, калоші, килимки, доріжки) слід зберігати в темному приміщенні за температури 5...20°С і вологості повітря не більше 70 %.
Контрольні запитання
1.Що Ви розумієте під недоступністю струмопровідних частин ?
2. Які малі напруги застосування в електробезпеці?
3. Охарактеризуйте захисне заземлення?
4. Для чого використовують занулення?
5. Що таке захисне вимкнення ?
6. Як захистити людину від електричних статичних полів ?
7. Як захистити людини ввід атмосферної електрики?
8.Назвіть основні ізоляційні електрозахисні засоби?
9. Що відноситься до додаткових ізоляційних електрозахисних засобів?
10. Назвіть приклади застосування огороджуювальних електрозахисних засобів?
Предмет «Електротехніка»
Група 1-2 Б Дата проведення 03.11.2021 р.
Викладач Кінзерський Віктор Анатолійович
Тема 1.Дія електричного струму на організм людини. Перша допомога при ураженні людини електричним струмом. Аналіз небезпеки електричних мереж
Основні питання по темі:
1. Дія електричного струму на організм людини.
2. Перша допомога при ураженні людини електричним струмом.
3. Аналіз небезпеки електричних мереж
Теоретичні відомості
1.Дія електричного струму на організм людини
Протікання струму через тіло людини супроводжується термічним, електролітичним та біологічним ефектами.
Термічна дія струму полягає в нагріванні тканини, випаровуванні вологи, що викликає опіки, обвуглювання тканин та їх розриви парою. Тяжкість термічної дії струму залежить від величини струму, опору проходженню струму та часу проходження. За короткочасної дії струму термічна складова може бути визначальною в характері і тяжкості ураження.
Електролітична дія струму проявляється в розкладі органічної речовини (її електролізі), в тому числі і крові, що призводить до зміни їх фізико-хімічних і біохімічних властивостей. Останнє, в свою чергу, призводить до порушення біохімічних процесів у тканинах і органах, які є основою забезпечення життєдіяльності організму.
Біологічна дія струму проявляється у подразненні і збуренні живих тканин організму, в тому числі і на клітинному рівні. При цьому порушуються внутрішні біоелектричні процеси, що протікають в організмі, який нормально функціонує, і пов'язані з його життєвими функціями. Збурення, спричинене подразнюючою дією струму, може проявлятися у вигляді мимовільного непередбачу-ваного скорочення м'язів. Це, так звана, пряма або безпосередня збурююча дія струму на тканини, по яких він протікає. Разом із цим, збурююча дія струму на тканини може бути і не прямою, а рефлекторною — через центральну нервову систему. Механізм такої дії полягає в тому, що збурення рецепторів (периферійних органів центральної нервової системи) під дією електричного струму передається центральній нервовій системі, яка опрацьовує цю інформацію і видає команди щодо нормалізації процесів життєдіяльності у відповідних тканинах і органах. При перевантаженні інформацією (збуреннях клітин і рецепторів) центральна нервова система може видавати недоцільну, неадекватну інформації виконавчу команду.
Останнє може призвести до серйозних порушень діяльності життєво важливих органів, у тому числі серця та легенів, навіть коли ці органи не знаходяться на шляху проходження струму.
Крім зазначеного, протікання струму через організм негативно впливає на поле біопотенціалів в організмі. Зовнішній струм, взаємодіючи з біострумами, може порушити нормальний характер дії біострумів на тканини і органи людини, подавити біоструми і тим самим спричиняти специфічні розлади в організмі.
Питання для самоконтролю
1.В чому полягає термічна дія струму на організм людини?
2. В чому полягає електролітична дія струму на організм людини?
3. В чому полягає біологічна дія струму на організм людини?
4. Вплив електричного струму на поле біопотенціалів в організмі?
2. Перша допомога при ураженні людини електричним струмом.
При ураженні електричним струмом необхідно якомога швидше звільнити потерпілого від струмопровідних частин обладнання. Дотик до струмопровідних частин (мережі під напругою) у більшості випадків призводить до судом м’язів, тобто людина самостійно не в змозі відірватися від провідника. Тому необхідно швидко відключити ту частину електрообладнання, до якої доторкається людина. Будь-яке зволікання при наданні допомоги, а також невміння того, хто допомагає, надати кваліфіковану допомогу, призводить до загибелі людини, яка знаходиться під дією струму.
При звільненні потерпілих від струмопровідних частин або проводу в електроустановках напругою до 1000 В відключають струм, використовуючи сухий одяг, палицю, дошку, шапку, сухі рукавиці, рукав одягу, діелектричні рукавиці. Провідники перерізають інструментом з ізольованими ручками, перерубують сокирою з дерев’яним сухим топорищем.
Потерпілого можна також відтягнути від струмопровідних частин за одяг, уникаючи дотику до навколишніх металевих предметів та до відкритих частин тіла потерпілого. Відтягуючи потерпілого за ноги, не можна торкатися його взуття, оскільки воно може бути сирим і стає провідником електричного струму. Той, хто надає допомогу, повинен одягнути діелектричні рукавиці або обмотати їх шарфом, натягнути на них рукав піджака або пальта. Можна також ізолювати себе, ставши на гумовий килимок, суху дошку тощо.
Після звільнення потерпілого від дії струму потрібно відразу ж надати йому необхідну медичну допомогу.
Виділяють три стани людського організму внаслідок дії електроструму:
– I стан – потерпілий при свідомості. Слід забезпечити повний спокій, 2-3 годинне спостереження, виклик лікаря.
– II стан – потерпілий непритомний, але дихає. Людину покласти горизонтально, розстебнути комір і пасок, дати нюхати нашатирний спирт, викликати лікаря.
– III стан – потерпілий не дихає або дихає з перервами, уривчасто. Роблять штучне дихання і непрямий масаж серця.
Якщо потерпілий після звільнення від дії електричного струму і надання медичної допомоги прийшов до тями, його не слід одного відправляти додому або допускати до роботи. Такого потерпілого слід доставити в лікувальний заклад, де за ним буде встановлено спостереження, так як наслідки від впливу електричного струму можуть проявитися через кілька годин і привести до більш важких наслідків.
Питання для самоконтролю
1. Назвіть послідовність дій при надані першої допомоги при уражені
людини електричним струмом?
2. Назвіть варіанти звільнення потерпілого від струмопровідних
частин обладнання?
3. Заходи з надання медичної допомоги потерпілому в залежності від стану потерпілого.
3.Аналіз небезпеки електричних мереж
Під час проведення аналізу небезпеки електричних мереж визначають значення струму, який протікає через тіло людини в різних умовах при дотику її до струмопровідних частин.
Виникнення електротравм внаслідок дії електричного струму може бути зумовлене схемою дотику.
При одночасному дотику до двох полюсів постійного струму або до фази і нуля змінного струму людина опиниться під напругою мережі. Струм пройде через неї (петля рука -- рука).
При фазній напрузі 220 В дотик небезпечний для життя людини.
При одночасному дотику до двох фаз людина опиниться під лінійною
напругою, у цьому випадку напруга буде 380В, і струм враження буде 380 мА.
Якщо людина стоїть на землі, доторкається до однієї фази в мережі з глухозаземленою нейтраллю , струм, проходячи через її тіло, замкнеться по колу: фаза А -- тіло людини (Rлюд - підлога (або ґрунт) -- заземлювач нейтралі -- нейтраль. Отже, людина, доторкаючись до фази, зєднує її з землею і буде перебувати під струмом замикання на землю.
Однофазне доторкання людини до струмопровідних частин: а -- глухозаземлена нейтраль; б -- ізольована нейтраль.
Опір заземлення значно менший, ніж опір людини. Отже, в електричних мережах із заземленою нейтраллю при однофазному дотику через людину пройде струм, що є аналогічним одночасному дотику до фази і нуля.
В електричних мережах з ізольованою нейтраллю нейтраль ізольована від землі. Опір ізоляції кожної фази має активну і ємнісну складову, і тому аналіз небезпечностей цих мереж є складним.
Активний опір ізоляції фаз RA, RB, Rc характеризує здатність матеріалу ізоляції пропускати струм. Цей опір залежить від товщини, матеріалу і строку експлуатації ізоляції. Так, при старінні або зволоженні ізоляції її питомий електричний опір зменшується. Тому на кожній ділянці довжини проводу ізоляція має відповідний активний опір. Проводи фаз і земля є ніби пластинами великого конденсатора. Тому ємність фази відносно землі буде визначатися відповідно до ємностей СА, Св, Сс. Вони залежать від довжини проводів, діелектричної проникності ізоляції та її товщини. Для повітряної лінії ємність залежить ще й від висоти підвішування проводів відносно землі.
При дотику людини до струмопровідної частини в електричній мережі з ізольованою нейтраллю струм буде проходити через тіло людини -- підлогу (ґрунт) -- ізоляцію фаз. Якщо людина доторкається, наприклад, до фази А, то її опір буде послідовно ввімкненим з опором фаз В і С. Звідси випливає, що величина струму, яка пройде через людину, буде визначатися не тільки опором людини, а й опором ізоляції.
У мережах з ізольованою нейтраллю, які не мають пошкоджень ізоляції і мають великий опір та малу ємність ізоляції, опір фаз,і значно більший від опору людини. Це означає, що торкання людиною однофазової мережі з ізольованою нейтраллю не загрожує її життю. Але більшість мереж мають значну ємність (С > 0,1 мкФ на фазу), а в розгалужувальних мережах з великим числом споживачів опір ізоляції може бути меншим за опір людини, а ємність має велике значення. Відповідно струм, який пройде через тіло людини, буде визначатися тільки її опором і ізоляція фаз практично не впливатиме на його величину. Якщо людина доторкнеться до фази, наприклад, в мережі напругою 380 В, то струм враження буде визначатися фазною напругою 220 В та опором людини 1 000 Ом і досягне небезпечного значення для її життя 0,22 А.