Расчет электрической подстанции (стр. 7 из 9)
Основным фактором, определяющим исход поражения, является значение электрического тока протекающего через тело человека. В системе стандартов безопасности труда даются следующие определения поражающих токов:
-ощутимый ток – это электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека ощутимые раздражения.
-не отпускающий ток – ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.
Фибрилляционный ток – ток при прохождении, которого через тело человека вызывающий фибрилляцию сердца, т.е. беспорядочные, хаотические сокращения волокон (фибрилл) мышц сердца. Проходя через организм человека электрический ток, производит термическое, электрическое и механическое действие являющиеся обычными физическими процессами присущими как живой, так и неживой материи.
Одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является специфическим процессом свойственным лишь живой ткани. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьёзные функциональные расстройства.
Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава.
Механическое действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях в различных тканях организма, в том числе и мышечной ткани стенок кровеносных сосудов, сосудов лёгочной ткани, и т.д. в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови. Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов протекающих в нормально-действующем организме и теснейшим образом связанные с его жизненными функциями.
Указанное многообразие воздействий электрического тока на организм человека можно свести к двум видам основным поражениям: электрическим травмам (электрические ожоги, электрические знаки, электрическая металлизация кожи, электрическая офтальмия и механические повреждения) и электрическим ударам, которые резко отличаются друг от друга.
Электрические травмы:
-к электрическим ожогам относятся ожоги кожи, тканей мышц и кровеносных сосудов, возникающих вблизи электрической дуги (дуговой ожог) или при контакте с токоведущей частью (токовый ожог).
-электрические знаки – знаки на поверхности кожи, вызываемые механическим и химическим действием тока на кожу, которая отвердевает и темнеет.
-электрометаллизация кожи возникает вследствие распыления и испарений металла под действием электрического тока. При электрометализации кожи получается специфическая окраска при контакте с медью – зелёная, с латунью – сине-зелёная, со свинцом – серо-жёлтая.
-электрическая офтальмия – воспаление глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетового излучения от электрической дуги.
Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани могут иметь место вывихи суставов и даже переломы костей. Электрический удар наблюдается при воздействии малых токов обычно до нескольких сотен мА и соответственно при небольших напряжениях как правило до 1000 В при такой малой мощности выделение теплоты ничтожно и не вызывает ожогов. Ток воздействует на нервную систему и на мышцы, причём может возникнуть паралич поражённых органов. Паралич дыхательных мышц, а также мышц сердца может привести к смертельному исходу.
В зависимости от исхода поражения электрические удары можно условно разделить на следующие 5 степеней:
-судорожное едва ощутимое сокращение мышц.
-судорожное сокращение мышц сопровождается сильными едва переносимыми болями без потери сознания.
-судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца.
-потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе).
-клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
3.1.2 Электрозащитные средства
Электрозащитными средствами называют переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей работающих с электроустановками от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.По своему назначению изолирующие электрозащитные средства подразделяются на основные и дополнительные.
Основными называют изолирующие электрозащитные средства, которые длительно выдерживают рабочее напряжение электроустановки, позволяют прикасаться ими к токоведущим частям, находящимся под напряжением.
К дополнительным электроизолирующим средствам относятся средства, которые сами по себе из-за недостаточной их изолирующей способности не могут при данном напряжении обеспечить защиту персонала от поражения электрическим током. Они дополняют основные средства, т.е. применяются только вместе с ними, кроме того, дополнительные электрозащитные средства служат для защиты от напряжения прикосновения и шагового напряжения. Изолирующие электрозащитные средства по напряжению при котором они могут применятся делятся на две группы: для электроустановок до 1000 В и выше 1000 В.В электроустановках выше 1000В применяются следующие изолирующие электрозащитные средства основные: штанги изолирующие, оперативные и измерительные клещи, изолирующие и электроизмерительные указатели напряжения, средства для ремонтных работ под напряжением выше 1000 В; дополнительные средства: диэлектрические перчатки, боты и коврики, изолирующие подставки.
В электроустановках до 1000В применяются основные электрозащитные изолирующие средства: штанги изолирующие оперативные, клещи изолирующие и электроизмерительные, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолированной рукояткой; дополнительные: диэлектрические галоши и коврики, изолирующие подставки.
При пользовании основными электрозащитными средствами с каждым из них достаточно применять только одно дополнительное электрозащитное средство, т.е. одновременное применение, например диэлектрических перчаток, бот и ковриков при работах с изолирующей штангой или изолирующими клещами не требуется. Вместе с тем применение двух или более дополнительных защитных средств нельзя заменить основное защитное средство, например в электроустановках выше 1000В диэлектрические перчатки и боты не заменяют изолирующих вещей.
3.3.1 Расчет заземления подстанции
Все металлические части электроустановок нормально не находящиеся под напряжением, должны заземляться. Для заземления используются естественные и искусственные заземлители. В зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства или допустимого напряжения соприкосновения, определяется число электродов.
Порядок расчета заземления: l = 5 м; а = 5 м; d = 12 мм; Rз = 4 Ом; t = 0.5 м; L = 210 м; ρ=400Ом·м
В сетях с незаземленной нейтралью заземляющее устройство заземлений подстанций высокого напряжения должно иметь сопротивление:
(3.1)где UРАСЧ – расчетное напряжение принимаем 125 В, так как заземляющее
устройство используется также и для установок подстанции напряжением до 1000 В; IРАСЧ – полный ток замыкания фазы на землю.
Таким образом, в качестве расчетного сопротивления принимается сопротивление: r3 = 0,5 Ом.
Сопротивление искусственного заземлителя рассчитывается с учетом использования системы трос-опора. Это сопротивление Rn можно вычислить следующим образом по формуле:
(3.2)где rC – сопротивление системы трос – опора.
См, 
Ом.Рекомендуемое для предварительных расчетов удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя для нашего грунта составляет 30 Ом×м. Повышающие коэффициенты Кr и КВ равны соответственно 3,5 и 1,5. Они определяются из таблиц [14] для горизонтальных протяженных электродов при глубине заложения 0,8 м и для вертикальных электродов при глубине заложения вершины 0,5..0,8 м.. В качестве вертикальных электродов применяются электроды, изготовленные из круглой стали диаметром 12 мм, длиной 5 м с одним отточенным концом. К ним присоединяются горизонтальные электроды – полосы 30´4 мм2, приваренные к верхним концам вертикальных.
Расчетное удельное сопротивление для горизонтальных электродов
rрасч.г = Кг×rгр 3.3)