Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса и задачи исследования 8
1.1. Анализ электротравматизма в электроустановках до 1 кВ 8
1.2. Факторы, определяющие условия электробезопасности в сетях с глухозаземленной нейтралью до 1 кВ 13
1.3. Влияние ЭДС выбега на условия электробезопасности 25
1.4. Обоснование задач исследования 35
2. Исследование ЭДС выбега электродвигателей напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью 37
2.1. Обоснование возможных случаев поражения электрическим током с учетом электродвигателей 37
2.2. Методика исследования на цифровой модели 44:
2.3. Методика исследования на физической модели и в реальных сетях .47
2.4. Экспериментальные исследования ЭДС выбега 49
2.5. Выводы 51
3. Учет ЭДС электродвигателя в сетях с глухозаземленной нейтралью, при замыкании фазы на корпус 52
3.1. Анализ исхода электротравмы при замыкании фазного провода на корпус электроустановки на цифровой модели 52
3.1.1. Исследования на цифровой модели 52
3.1.2. Анализ исхода электротравмы при учете электродвигателей различных серий 60
3.1.3. Анализ исхода электротравмы при наличии в сети конденсаторных батарей компенсации реактивной мощности 61
3.2. Оценка результатов цифрового моделирования электропоражения 62
3.3. Выводы 65
4. Учет ЭДС выбега в сетях с глухозаземленной нейтралью, оснащенных устройством защитного отключения 67
4.1. Исследование влияния ЭДС выбега электродвигателя при наличии в сети УЗО на цифровой модели 67
4.1.1. Влияние ЭДС индивидуального выбега 70
4.1.2. Анализ исхода электропоражения при учете электродвигателей различных серий 75
4.1.3. Влияние ЭДС группового выбега 77
4.1.4. Влияние ЭДС выбега при наличии в сети конденсаторных батарей компенсации реактивной мощности 80
4.1.5. Влияние ЭДС выбега при наличии в сети статических потребителей 92
4.2. Исследование влияния ЭДС выбега при наличии в сети УЗО на
физической модели 97
4.3. Выводы 107
5. Разработка способов и средств ограничения влияния ЭДС выбега электродвигателя на условия электробезопасности в сетях с глухозаземленной нейтралью 108
5.1. Разработка методики учета влияния электродвигателей на условия электробезопасности в сетях с глухозаземленной нейтралью 108
5.2. Разработка устройства гашения ЭДС выбега отключаемого электродвигателя 113
5.3. Выводы 115
Заключение 117
Список литературы
- Факторы, определяющие условия электробезопасности в сетях с глухозаземленной нейтралью до 1 кВ
- Методика исследования на физической модели и в реальных сетях
- Анализ исхода электротравмы при учете электродвигателей различных серий
- Анализ исхода электропоражения при учете электродвигателей различных серий
Введение к работе
Актуальность работы. Все более широкое использование электроэнергии во всех областях деятельности человека, неуклонный рост энерговооруженности труда, резкое увеличение количества электроприборов в быту и на производстве, естественным образом повлекли за собой повышение опасности поражения человека электрическим током.
В нашей стране проблеме электробезопасности уделяется большое внимание. Большой вклад в решение проблем электробезопасности внесли такие известные ученые как Ю.Г. Бацежев, А.А. Буралков, Л.В. Гладилин, П.А. Долин, В.О. Жидков, Р. Н. Карякин, В.П. Колосюк, В.Е. Манойлов, А.И. Сидоров, Е.Ф. Цапенко, В.И. Щуцкий, А.И. Якобе и многих других.
В электрических сетях жилищно-коммунального, сельскохозяйственного и промышленного назначения широко используется асинхронный привод с большим диапазоном номинальных мощностей электродвигателей. Для снижения потребления реактивной мощности в указанных сетях применяется групповая, централизованная и индивидуальная ее компенсация с использованием конденсаторных батарей.
На протяжении ряда лет внимание исследователей в области электробезопасности привлечено к выбегу электродвигателей и его влиянию на безопасную эксплуатацию электроустановок. В результате исследований [6-8, 45,58,70] было однозначно доказано, что пренебрежение влиянием ЭДС отключаемых электродвигателей в сетях с изолированной нейтралью до 1000 В приводит к увеличению опасности поражения человека электрическим током. Общеизвестно влияние электродвигательной нагрузки на токи короткого замыкания (К3)[28]. Однако влияние электродвигателей на величину возможного напряжения прикосновения, длительность существования которого определяется временем отключения аппарата защиты от сверхтоков не рассматривалось. При однофазном КЗ происходит вынос потенциала на все корпуса электроустановок, которые электрически связаны с местом воз-
никновения несимметричного КЗ. Величина этого потенциала будет также зависеть от мощности электродвигательной нагрузки. В сети, оборудованной устройством защитного отключения, при прикосновении к одной из фаз существует опасность поражения человека электрическим током, обусловленным ЭДС выбега отключаемого электродвигателя, степенью компенсации реактивной мощности и величиной сопротивления повторного заземлителя.
При расследовании электротравм все вышеуказанные факторы в комплексе в настоящее время не учитываются. Повышение уровня электробезопасности сдерживается или недостаточностью, или отсутствием обоснованных методик оптимизации условий электробезопасности и устройств, предотвращающих отрицательное влияние отдельных факторов на исход электротравм. Таким образом, выявление новых факторов и разработка методик оценки их влияния на уровень электробезопасности в сетях с глухозаземлен-ной нейтралью (ГЗН) является актуальной научной задачей, решение которой будет способствовать снижению электротравматизма.
Целью работы является повышение уровня электробезопасности в сетях с ГЗН напряжением до 1 кВ.
Идея работы заключается в том, что в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1 кВ при анализе условий электробезопасности необходимо учитывать электродвигательную нагрузку и степень компенсации реактивной мощности.
Научные положения и результаты, выносимые на защиту.
Наличие электродвигателей в сети до 1 кВ приводит к увеличению тока через тело человека в случае косвенного прикосновения, а в случае прикосновения к одной из фаз сети, оснащенной устройством защитного отключения (УЗО), увеличивает длительность действия тока.
Предложена математическая модель электрической сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью отличающаяся тем, что в ней учитывается влияние электродвигателей и конденсаторных батарей компенсации реактивной мощности на условия электробезопасности.
3. При использовании конденсаторных батарей индивидуальной ком
пенсации реактивной мощности электродвигателя в системах электроснаб
жения с ГЗН необходимо учитывать их влияние на поражение человека элек
трическим током, обусловленным ЭДС выбега.
4. Установлены зависимости количества электричества, получаемого
человеком при случайном его прикосновении к фазному проводу и отключе
нии в этот момент электроустановки с помощью УЗО, от мощности электро
двигателя, времени срабатывания УЗО и степени компенсации потребляемой
электродвигателем реактивной мощности.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований, полученных при математическом моделировании на ЭВМ с результатами экспериментальных исследований - на физической модели; применением вычислительной техники и специализированного программного обеспечения, прошедшего всестороннюю апробацию во многих странах мира.
Научное значение работы заключается в обосновании необходимости при анализе опасности поражения человека, учета тока, обусловленного ЭДС, генерируемой отключаемыми электродвигателями в сетях с ГЗН до 1000 В, что является дальнейшим развитием теории электробезопасности.
Практическое значение заключается в разработке методики оценки электрических сетей до 1 кВ с ГЗН по условиям электробезопасности, учитывающей наличие электродвигательной нагрузки, входящей в состав этих сетей. Разработано устройство гашения ЭДС выбега электродвигателя, отличающееся от известных тем, что при прикосновении человека к фазному проводнику нулевая точка электродвигателя автоматически соединяется с РЕ проводником.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты работы внедрены в электрических сетях до 1000 В с ГЗН ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение», а также в учебный процесс
кафедры электроснабжения Читинского государственного университета при ведении практических и лабораторных занятий по курсу «Специальные вопросы электроснабжения».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и одобрены на ряде научных конференций: Международной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2001 г.), Второй межрегиональной научно-практической конференции «Энергетика в современном мире» (Чита, 2003 г.), Второй Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии» (Челябинск, 2003 г.), VIII международной молодежной научно-практической конференции «Молодежь Забайкалья: творчество и прогресс» (Чита, 2004 г.), IV межрегиональная научно-практическая конференция «Кулагинские чтения» (Чита, 2004 г.), Второй Всероссийской конференции по заземляющим устройствам (Новосибирск, 2005 г.), международной научно-технической конференции EPQ2005 «Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий» (Мариуполь, Украина, 2005 г.), на ежегодных научно-технических конференциях Читинского государственного университета (2001.. .2004 гг.).
Публикации.
По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ.
Объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 149 страницах машинописного текста, включая 58 рисунков, 26 таблиц, список литературы из 106 наименований; имеются приложения.
Факторы, определяющие условия электробезопасности в сетях с глухозаземленной нейтралью до 1 кВ
В числе работ, рассматривающих действие электрического тока на человека, влияние различных внешних факторов на исход электропоражения, следует назвать работы К.А. Ажибаева [2], Н.Л. Гурвича, А.П.Киселева, П.А. Долина [33, 34], Б.А. Князевского[54], В.И. Корольковой[47], зарубежных ученых - Ч. Дальзила, С. Еллинека, П. Осипки, С. Кеппена, В. Ковенховена, Л. Фер-риса, а также - исследования, проведенные А.И. Ревякиным [1, 59, 60], В.И. Шуцким [55,87-95], А.И. Сидоровым [68, 93, 95] и Ю.В. Ситчихиным [93, 95], Р.Н. Карякиным [38-42], Е.Ф. Цапенко [75-79], А.И. Якобсом [96-99] и др.. На особом месте стоит работа по обобщению результатов предыдущих исследований и формированию современных представлений об электротравматизме и мерах по его предотвращению, произведенная выдающимся ученым В.Е. Манойловым [48].
О том, что электричество действует на человека известно давно. Первая монография на эту тему (1600 г.) принадлежит английскому врачу и физику У. Гилберту, в которой описывается благотворное действие статического электричества. В дальнейшем англичанин А. Уориш, итальянцы Л. Галь-вани, А. Вольта и ряд других ученых установили, что на человека действует разряд, полученный не только от источника статического электричества, но и от электрохимического элемента. Впервые установил опасность воздействия электрического разряда на человека установил изобретатель первого в мире электрохимического высоковольтного источника напряжения В.В, Петров [48].
В XIX веке в периодической печати стали появляться публикации о несчастных случаях, вызванных воздействием электрического тока. С первых же номеров русский журнал «Электричество», основанный в 1880 г., регу лярно публиковал сообщения об электротравматизме. В журнале «Электротехник» только за период с 1898 по 1903 г. приведены данные более чем о 20 электротравмах, сопровождавшихся тяжелым исходом [48].
В 1950-х годах было установлено, что при воздействии электрического тока на человека, наиболее уязвимым органом является его сердце. Однако, в диапазоне от порогового неотпускающего до порогового фибрилляционного тока смерть может наступить в результате шока или асфиксии с последующей остановкой сердца. По данным [9] и [91], наиболее распространенной причиной летального исхода при травматизме электрическим током является фибрилляция сердца, шок, паралич дыхания и спазм голосовой щели.
Отличительной особенностью шока является рефлекторное действие электрического тока. По данным [2], в опытах на животных электрический шок приводил к их гибели, несмотря на искусственное дыхание и отсутствие фибрилляции желудочков.
Согласно современным стандартам, система электробезопасности должна обеспечивать защиту человека от поражения электрическим током как в случае прямого прикосновения к токоведущим частям, так и в случае косвенного прикосновения. Косвенным прикосновением называется прикосновение к проводящим частям оборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но на которых в силу каких-либо неисправностей возник опасный для жизни и здоровья человека потенциал [61].
Анализ опасности электрических сетей практически сводится к нахождению значения тока, протекающего через тело человека в различных условиях, в которых может оказаться человек при эксплуатации электрических сетей и электроустановок, а также времени воздействия этого тока.
В начале XX в. проводились широкие исследования воздействия электрического тока на животных. Достаточно убедительно было доказано, что ток 100 мА является для них смертельным [48]. Однако вскоре после того, как учеными было высказано категорическое утверждение о смертельной опасности тока 100 мА, в печати появились сообщения, в которых говори лось, что одни люди погибают от значительно меньшего по значению тока, а другие выдерживают воздействие тока большей величины. Примеры электротравм такого рода приведены в [48].
В дальнейшем исследователями было доказано, что тяжесть исхода поражения человека электрическим током в значительной степени обусловлена состоянием его нервной системы в момент поражения, пути тока через тело человека, а также от частоты тока, формы кривой, коэффициента пульсаций и других факторов. В значительной степени на исход электропоражения оказывает влияние фактор внимания. Жестко закрепленное в станке животное, пытающееся освободиться, погибало с поднятием напряжения до 220 В, да и то лишь через 15-20 мин после начала опыта. Спокойное же животное, не ожидавшее беды, мгновенно погибало при воздействии напряжения 30-40 В [48].
Одним из факторов, влияющим на тяжесть электротравмы, является путь протекания тока. Как показывает статистический анализ электротравматизма, наиболее распространенными путями протекания тока через человека являются рука-ноги, рука-рука и рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8% травм)[23]. В [68] данное распределение разделено по режимам нейтрали электроустановок (табл. 1.5.).
Методика исследования на физической модели и в реальных сетях
В данном случае происходит однофазное металлическое замыкание фазы на корпус в момент времени, когда человек к нему прикасается. Такое электропоражение может произойти, например, на производстве, когда человек работает на станке или при пуско-наладочных работах. При этом появляется потенциал на заземленном (зануленном) корпусе электрооборудования, равный напряжению на заземляющем устройстве. Прикасаясь к корпусу такого оборудования, человек подвергается воздействию напряжения прикосновения.
Согласно п. 1.7.46. ПУЭ [57] к частям, подлежащим занулению или заземлению, относятся: 1. корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.; 2. приводы электрических аппаратов; 3. каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 42 В переменного тока или более 110 В постоянного тока; 4. металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленой металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
В п. 1.7.47. [57] говорится, что с целью уравнивания потенциалов в тех помещениях и наружных установках, в которых применяются заземление или зануление, строительные и производственные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования, подкрановые и железнодорожные рельсовые пути и т. п. должны быть присоединены к сети заземления или зануления.
Таким образом, под напряжением оказывается не только корпус поврежденного оборудования, но и другие токопроводящие металлические части, имеющие электрический контакт с корпусом данного электрооборудования, что повышает вероятность электропоражения.
Как видно из рис. 3.1. электропоражение человека может происходить при прикосновении к корпусу любого зануленного оборудования.
Модель, полученная в системе MATLAB, состоит из источника, питающей кабельной линии, электродвигателя и сопротивления тела человека.
Согласно ГОСТ Р 50571.3-94 [29] для сети с фазным напряжением 220 В, на модели производилось отключение линии релейной защитой (автоматическим выключателем QF) через промежуток времени равный 0,4 с после возникновения короткого замыкания. Предельно допустимое действующее значение тока через тело человека при такой продолжительности воздействия составляет 140 мА (для производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью) и 55 мА (для бытовых электроустановок напряжением до 1000 В) [27].
Исследования проводились для ряда асинхронных двигателей марки 4А мощностью до 45 кВт. Режим работы двигателей - холостой ход.
Двигатель соединяется с источником посредством кабельной линии протяженностью 50-200 м, участок между пускателем КМ и двигателем М выполняется кабелем того же сечения длиной 3 м. По длительному рабочему току для каждого из двигателей выбирается четырехжильный кабель с медной токопроводящей жилой и бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке (прокладка в воздухе). Сечение кабеля составило соответственно от 4 до 25 мм2. Сечение всех четырех жил принималось равным.
Величина тока однофазного короткого замыкания, замеренного на автоматическом выключателе QF со стороны нагрузки (без учета электродвигателя), составила 570 А, что обеспечивает надежное срабатывание автоматического выключателя, выбранного для любого из принятого ряда электродвигателей.
Однофазное короткое замыкание производилось на магнитном пускателе со стороны кабельной линии электродвигателя, что приводило к срабатыванию защитного устройства QF в начале линии.
Анализ исхода электротравмы при учете электродвигателей различных серий
Для проведения исследований на цифровой модели принимаем расчетный случай. Таким образом, имеем два асинхронных электродвигателя с ко-роткозамкнутым ротором, электроснабжение которых осуществляется по системе TN-S от понижающей трансформаторной подстанции ТП посредством кабельной линии KL. Защита питающей сети от коротких замыканий и перегрузки осуществляется при помощи автоматического выключателя, а защита от поражения электрическим током - при помощи группового УЗО (рис. 4.1), пуск и останов двигателя осуществляется при помощи пускателя КМ. Электрически связанные сети учтены фазной емкостью величиной 0.1 мкФ/ф. В схеме рассматривается влияние однофазной нагрузки, подключенной к трехфазной сети как симметрично, так и несимметрично, с различными длинами питающих ее кабельных линий.
Была составлена цифровая модель электропоражения, на которой исследовались случаи воздействия электрического тока на тело человека при прикосновении его к фазному проводнику. При этом принималось допущение, что на соседней фазе (двух соседних фазах), существовала активная утечка, которая вместе с естественными утечками сети и электроприемников не приводила к срабатыванию выбранного УЗО. Для УЗО с уставкой срабатывания 30 мА величина этой утечки составила 7,5 мА, для УЗО 100 мА -соответственно 25 мА. В случае применения УЗО с уставкой срабатывания 300 мА и 500 мА некорректно говорить о защите человека от поражения электрическим током (можно говорить лишь о пожарной безопасности). В связи с этим, исследования условий электробезопасности при эксплуатации сетей, оборудованных УЗО с указанными уставками срабатывания, не рассматривались.
Согласно п. 7.1.83 ПУЭ суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального дифференциального тока УЗО. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети - из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.
Таким образом, применение УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА возможно только для двигателей мощностью не более 11 кВт, номинальный ток которых в зависимости от марки двигателя - 21,7.. .25 А. МЕСТЛШт = (21,7...25)-0,4 = 8,68...10 мА 30/3=10 мА
Соответственно применение УЗО с уставкой 100 мА возможна только для двигателей мощностью не более 45 кВт, номинальный ток которых в зависимости от типа электродвигателя - 82,6. ..84 А.
Допустимое количество электричества через тело человека согласно проведенным ранее исследованиям [37, 44, 46, 104] принималось равным 50 мА-с.
Анализ графиков на рис. 4.4 и 4.5 позволяет сделать выводы, что кривые имеют преимущественно линейный характер и практически параллельны, а также различаются лишь на количество электричества, полученного в промежутке времени от прикосновения к фазе до отключения УЗО. Все три кривые можно аппроксимировать линейной функцией вида: Qh(P„n,) = ci-PmiM+b + ccp. (4.1)
Аппроксимируя кривые 1, 2, и 3 на рис. 4.4 и 4.5 с помощью MS Exel получаем линейные функции соответственно 1а, 2а и За. Уравнения функций и величина достоверности также изображены на рисунках. Таким образом, можно с достаточной точностью найти коэффициенты а и Ъ.
Коэффициент а равен аналогичному коэффициенту из полученных трех уравнений на рис. 4.4. Принимаем а = 0,37. Коэффициент Ъ найдем как разность аналогичных коэффициентов из полученных аппроксимирующих функций и соответствующих значений количества электричества, полученного человеком до отключения УЗО (Qho). Для времени отключения УЗО 150 мс получим 6 = &(150АКО-&0(150ЛІС) = 42.99-36 7 (мА-с) (4.2)
При рассмотрении других случаев получаем аналогичный результат. Предположим, что в режиме, когда человек прикасается к фазе, а УЗО еще не отключено через тело человека протекает ток одинаковый для всех трех случаев. Тогда для нахождения количества электричества в предшествующем отключению УЗО режиме найдем отношение количества электричества в предшествующем режиме, измеренного при моделировании, ко времени срабатывания УЗО. Подставляя (4.3) и (4.2) в (4.1) получим, для ряда мощностей электродвигателей 5,5 ... 45 кВт Q P,,a») = W- MBm) + 7 + 0,25jMc), мА-с (4.4) Аналогично для рис. 4.5 a(C)-0 55- „( m) + 13 + 0,25-rc7,(.Wc), мА-с (4.5) Таким образом, можно увидеть, что наиболее опасно влияние ЭДС выбега электродвигателя при наличии двухфазной утечки.
Результаты моделирования прямого прикосновения человека к фазе во вводной коробке электродвигателя (точка К]) и отключения сети при помощи У30 с уставкой по дифференциальному току в 30 мА для случая двухфазной утечки, когда в работе находился только один электродвигатель Mi приведены в таблице 4.2 и на рисунке 4.6
Анализ исхода электропоражения при учете электродвигателей различных серий
Анализ результатов математического моделирования показал, что при случайном прикосновении человека к фазе электрической сети и последующем отключении участка сети устройством защитного отключения возможно поражение электрическим током.
Согласно приведенным ранее исследованиям, документы, определяющие область применения УЗО в электрических сетях промышленных предприятий, в настоящее время отсутствуют. Таким образом, устройства защитного отключения в сетях промышленных предприятий пока не нашли широкого применения. Так же, вследствие еще значительного распространения системы TN-C в существующих сетях, применение УЗО в них не имеет смысла.
Все вышеприведенное говорит о том, что исследования в реально существующих сетях не могут быть проведены без доработки этих сетей. Таким образом, экспериментальным подтверждением теоретических исследований могут служить исследования, проведенные на физической модели.
Для качественной оценки влияния ЭДС выбега электродвигателя на исход электротравмы, были проведены исследования на физической модели электропоражения.
Исследования проводились на физической модели приведенной на рис. 4.17, которая состояла из разделительного трансформатора Т напряжением 380 / 380 В, питающего кабеля, автоматического выключателя, УЗО, магнитного пускателя, и электродвигателя.
Модель состояла из двух асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором номинальной мощностью 1.5 и 11 кВт соответственно Mt и М2, номинальным числом оборотов 1450 об/мин, двух магнитных пускателей КМ і и КМ2, автоматического выключателя QF, УЗО с уставкой 100 мА, реагирующего на дифференциальный ток, имитирующих параметры изоляции емкости сети относительно земли С„3=0,1 мкФ/фазу, активное сопротивление изоляции принималось 0,5 Мом/фазу. Компенсация реактивной мощности осуществлялась батареями статических конденсаторов. Токи и напряжения в схеме записывались с помощью электронного осциллографа PSC500.
В данной схеме моделировалось прикосновение человека к фазному проводнику и отключение схемы при помощи УЗО. Результаты физического моделирования в виде осциллограмм тока через сопротивление тела человека при индивидуальном выбеге представлены на рис. 4.24.
Для качественной проверки сходимости результатов математического и физического моделирования была составлена математическая модель электропоражения, соответствующая физической модели. Результаты математического моделирования представлены на рис. 4.25.
Как можно увидеть из рис. 4.24 и 4.25, осциллограммы представленные на них соответствуют друг другу. Вычислим количество электричества, полученное человеком, из осциллограмм физического моделирования.
Поскольку отключение пускателя происходит практически мгновенно, то разобьем ток через тело человека на два участка. Для рис. 4.24. а первый участок длительностью 0,02 с - время воздействия полного напряжения фазного напряжения при включенном УЗО (tcp), второй длительностью 0,75 с -воздействие ЭДС выбега электродвигателя после отключения УЗО (tebl6).
Считая, что амплитуда тока через тело человека изменяется по экспоненте, количество электричества найдем по формуле где 1и.узо - ток через тело человека до отключения УЗО, Д.еыб - ток через тело человека во время индивидуального выбега, т - постоянная затухания амплитуды тока, которая находится по осциллограмме.
Аналогичный показатель, найденный путем математического моделирования для данного случая составил 12,04 мА-с при времени срабатывания УЗО 0,02 с. Такое отличие в значениях найденных по формуле (4.32) и при помощи математического моделирования может быть объяснено тем, что оно найдено графическим способом, т.е. путем анализа осциллограммы, что недостаточно точно. При анализе формулы (4.33) можно заметить, что часть количества электричества,- обусловленного выбегом электродвигателя, имеет значение 6,89 мА с, что составляет 6,89 100%/ 50 = 13,78% допустимого значения. Таким образом, можно говорить о необходимости учета влияния на условия электробезопасности даже маломощных электродвигателей, мощность которых составляет единицы киловатт.
Для случая с двухфазной утечкой, найденные значения количества электричества составляют 15,43 мА-с при математическом моделировании и 15,291 мА-с при физическом моделировании электропоражения.
